Analise numérica com Constructal Design da forma geométrica na região de transição entre a câmara hidropneumática e a chaminé de um dispositivo do tipo Coluna de Água Oscilante
Yuri Theodoro Barbosa de Lima1; Mateus das Neves Gomes2; Liércio André Isoldi3; Elizaldo Domingues dos Santos3; Luiz Alberto Oliveira Rocha1; Cândila Beatriz Plamer3
1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2 Instituto Federal do Paraná; 3 Universidade Federal do Rio Grande
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0258
Resumo
O presente trabalho apresenta um estudo numérico bidimensional sobre a região de transição entre a câmara hidropneumática e a chaminé de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica cujo princípio de funcionamento é o de Coluna de Água Oscilante (CAO). O objetivo é maximizar a potência hidropneumática considerando diferentes formas geométricas na região de transição entre a câmara hidropneumática e a chaminé do dispositivo CAO. Para a comparação são consideradas duas formas geométricas diferentes na zona de transição: trapezoidal e semi-circular. Com o emprego de Constructal Design os graus de liberdade são: o ângulo de inclinação da parede entre a câmara hidropneumática (H4 /l1) e a chaminé para o caso trapezoidal, e o raio (r) para o caso semi-circular. As restrições do problema são a área de entrada e a área total da câmara CAO que serão mantidas constantes. Para a solução numérica é empregado um código comercial de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT®, baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um tanque de ondas com o dispositivo CAO acoplado. Deste modo pretende-se obter uma recomendação teórica acerca da geometria de dispositivo CAO que otimiza o aproveitamento da potência da onda incidente. Observando assim qual a influência que a região de transição geométrica do dispositivo possui sobre o escoamento do ar pelo interior do dispositivo CAO.
Palavras-chave: Constructal Design; Coluna de Água Oscilante (CAO); otimização geométrica; região de transição