Banca de DEFESA: Matheus Montenegro Nunes

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Matheus Montenegro Nunes
DATA : 28/07/2026
HORA: 08:30
LOCAL: Microsoft TEAMS
TÍTULO:

Avanços na modelagem de forças no método da linha atuadora para turbinas eólicas e hidrocinéticas

PALAVRAS-CHAVES:

Método da linha atuadora
Dinâmica dos fluidos computacional
Turbinas hidrocinéticas
Turbinas eólicas

 

PÁGINAS: 223
RESUMO:

A tese investiga por que formulações convencionais do método da linha atuadora preveem incorretamente o carregamento do rotor e a recuperação da esteira próxima quando aplicadas a uma ampla faixa de razões de velocidade de ponta de pá, especialmente fora das condições operacionais usadas para calibração ou validação. O trabalho mostra que essas imprecisões decorrem de limitações no processo de modelagem de forças da linha atuadora, especificamente na projeção de forças, na seleção da velocidade de referência e na representação aerodinâmica das seções das pás. Três contribuições são propostas. Primeiro, é desenvolvida uma estratégia de cálculo de forças em submalha para garantir a conservação de forças independentemente da malha computacional. A análise mostra que a integração precisa da projeção gaussiana requer que a razão entre o tamanho da célula e a largura da esfera de projeção satisfaça Δx/ε < 1,23. Segundo, é introduzida uma metodologia de amostragem de velocidade para desacoplar a velocidade de referência das forças localmente injetadas pelos elementos atuadores. Ao usar superfícies polares aerodinâmicas obtidas de simulações de baixo custo com pás resolvidas, essa formulação melhora as previsões de carregamento das pás e da esteira próxima ao longo de toda a faixa de razões de velocidade de ponta de pá, reduzindo o coeficiente de potência máximo de Cₚ = 0,43 em λ = 2,5 no ALM padrão para Cₚ = 0,35 em λ = 2,0, valor próximo à referência com pás resolvidas de Cₚ = 0,34 em λ = 2,0. A melhora no carregamento também produz uma esteira próxima mais exata, com a magnitude normalizada da velocidade axial média no disco, no início da recuperação da esteira, aumentando de 0,52 no ALM padrão para 0,65 na formulação proposta, aproximando-se do valor de referência de 0,71. Terceiro, é proposto um método de projeção de forças baseado em pressão, no qual a distribuição de forças atuadoras é derivada de campos de gradiente de pressão, em vez de uma suavização puramente geométrica. Essa abordagem baseada em pressão apresenta resultados promissores em configurações simplificadas de aerofólio, embora ainda sejam necessários desenvolvimentos adicionais antes que ela possa ser aplicada de forma robusta a simulações de grandes escalas de esteiras de turbinas. De modo geral, a tese fornece uma formulação alternativa para a modelagem de forças em linha atuadora e identifica uma direção baseada em campos de pressão para futuros avanços na projeção de forças.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - RAMIRO GUSTAVO RAMIREZ CAMACHO - UNIFEI - UNI
Interno - 404142 - ANTONIO CESAR PINHO BRASIL JUNIOR
Externo à Instituição - JERSON ROGERIO PINHEIRO VAZ - UFPA
Externo ao Programa - 3295206 - RAFAEL CASTILHO FARIA MENDES - nullPresidente - 3375759 - TAYGOARA FELAMINGO DE OLIVEIRA