Banca de QUALIFICAÇÃO: RAMIRO DE MATOS BERTOLINA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RAMIRO DE MATOS BERTOLINA
DATA : 02/07/2026
HORA: 14:00
LOCAL: Microsoft TEAMS
TÍTULO:

EFEITOS DA SUPERFÍCIE LIVRE EM UMA TURBINA HIDROCINÉTICA COM DIFUSOR E SEM DIFUSOR

PALAVRAS-CHAVES:

Turbulência; Superfície Livre; Turbinas hidrocinéticas; Difusor.

PÁGINAS: 84
RESUMO:

A instalação de turbinas hidrocinéticas em canais rasos submete o rotor a efeitos
simultâneos de bloqueio e interação com a superfície livre. Embora a literatura
reporte variações do coeficiente de potência 𝐶𝑝 nesses cenários, a descrição dos
fenômenos governantes permanece superficial, em especial para rotores equipados
com difusor. Para preencher essa lacuna, este trabalho investiga a hidrodinâmica e
o 𝐶𝑝 de uma turbina de eixo horizontal, com e sem difusor, operando sob diferentes
níveis de submersão e bloqueio. O objetivo central consiste em caracterizar a
deformação da interface ar-água, quantificar o impacto da proximidade da superfície
livre no 𝐶𝑝 e mapear a interação tridimensional entre os vórtices de ponta de pá e
a superfície livre.

A investigação integra ensaios experimentais com um modelo em escala 1:13,75
(𝐷 = 0, 16 m) e simulações de dinâmica dos fluidos. Os experimentos testes em
tanque de provas (IPT), livre de bloqueio lateral, para submersões de 1D a 8D,
e avaliações em túnel de água (LEA), sob bloqueio de aproximadamente 50 %,
mapeando desde o regime profundo até a emersão parcial do rotor. As análises
extraem as curvas de 𝐶𝑝 e utilizam o Erro Padrão da Média (SEM) para quantificar
as flutuações de torque. Em paralelo, simulações numéricas transientes no software
OpenFOAM (URANS, modelo 𝑘 − 𝜔 SST) acopladas ao método Volume de Fluido
(VoF) recriam os cenários físicos para investigar os campos de pressão, vorticidade
e velocidade em posições que são inacessíveis em bancadas experimentais.

Os resultados preliminares comprovam um comportamento não monotônico do 𝐶𝑝 e
atestam o forte impacto do bloqueio. No tanque de provas, a submersão extrema de
1D elevou o 𝐶𝑝 máximo para 0,224, superando a marca de 0,208 obtida em águas
profundas (8D), e deslocou a rotação ótima de operação, a despeito da elevação das
flutuações de torque. Sob alto bloqueio no túnel de água, a restrição imposta pela
superfície induziu um pico global de 𝐶𝑝 igual a 0,945 na condição de tangência com
a interface, contra 0,601 do cenário confinado de referência. Contudo, a transição
para a emersão parcial provocou a queda abrupta da potência. As próximas etapas
integrarão ensaios de Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV) e a consolidação
do modelo numérico para desvendar a física dessa interação. O intuito é comprovar
se a adição do difusor eleva o 𝐶𝑝 do sistema em águas rasas a patamares superiores
aos obtidos por um rotor sem carenagem operando fora da influência da superfície
livre.

 

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - BERNARDO LUIZ ROCHA RIBEIRO - UNICAMP
Interno - 404142 - ANTONIO CESAR PINHO BRASIL JUNIOR
Interno - 2245668 - MARIO BENJAMIM BAPTISTA DE SIQUEIRA
Externa ao Programa - 1320571 - ROBERTA FATIMA NEUMEISTER - UnBPresidente - 3375759 - TAYGOARA FELAMINGO DE OLIVEIRA