This work presents the coupling between two different formulations applied to flow simulation and
analysis of wind rotors, integral and differential formulations. First, for the integral formulation is
defined a control volume where the variables problem are defined, as well as the necessaries working
hypothesis, then a proposed mathematical modeling is defined. Simulations through NACA
airfoils, using Computational Dynamic Fluids, are performed in order to evaluate drag and lift coefficients,
to be used in the integral formulation. The Navier-Stokes equations are solved in house
and the Smagorinsky turbulence model with Van Driest damping function is retained. The computational
code is implemented with structured cartesian mesh, where the airfoil is modeled using
the Immersed Boundary Methodology. The results of simulation through a NACA0012 airfoil are
shown for several attack angles and Re = 10000. Results of energetic efficiency are presented for
a horizontal axis wind turbine using the integral formulation, where the coefficients are given by
differential formulations. / Este trabalho apresenta o acoplamento entre as duas formulações diferentes aplicadas à simulação
do escoamento e análise de rotores eólicos, formulações integral e diferencial. Primeiramente
para a formulação integral é definido um volume de controle onde as variáveis do problema
são definidas, bem como as hipóteses simplificadoras necessárias, para então ser proposta uma
modelagem matemática. Simulações do escoamento em aerofólios NACA, utilizando Dinâmica
dos Fluidos Computacional, são realizadas a fim de determinar os coeficientes de arrasto e sustentação,
os quais foram utilizados na formulação integral. As equações de Navier-Stokes são
resolvidas em um código computacional e o modelo de turbulência de Smagorinsky com função
de amortecimento de Van Driest é utilizado. O código computacional é implementado com uma
malha cartesiana estruturada, e o aerofólio é modelado utilizando a Metodologia da Fronteira
Imersa. Os resultados da simulação através de um aerofólio NACA0012 são mostrados para vários
ângulos de ataque e Re = 10000. Os resultados de eficiência energética são apresentados
para uma turbina eólica de eixo horizontal utilizando a formulação integral, onde os coeficientes
são dados pelas formulações diferenciais. / Mestre em Engenharia Mecânica
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_UFU:oai:repositorio.ufu.br:123456789/14962 |
| Date | 19 April 2013 |
| Creators | Melo, Rafael Romão da Silva |
| Contributors | Vedovoto, João Marcelo, Silveira Neto, Aristeu da, Souza, Francisco José de, Souza, Leandro Franco de |
| Publisher | Universidade Federal de Uberlândia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, UFU, BR, Engenharias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFU, instname:Universidade Federal de Uberlândia, instacron:UFU |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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