Investigação analítico-numérica em modelo de torre eólica com acoplamento entre rotor e elementos estruturais sob efeito de cargas axiais

Abstract

Em busca de melhor aproveitamento da energia eólica disponível, a demanda em relação a projetos de torres eólicas é por torres cada vez mais altas e pás maiores. Pás de torres eólicas são estruturas flexíveis que estão sujeitas a altas velocidades do vento e restritas pela movimentação da torre. As principais forças aplicadas no sistema são do tipo inercial, gravitacional e aerodinâmica, que são responsáveis pelas vibrações da pá. Além disso, o acoplamento das vibrações da pá e da torre leva à um sistema com elevado grau de complexidade. A torre, em função de suas dimensões, pode ser modelada como uma viga esbelta e pode estar sujeita a vibrações excessivas, que podem causar acidentes. A primeira frequência natural da torre está contida na faixa de atuação das pás, então um estudo do seu acoplamento com as pás é necessário. Este trabalho foca no estudo da resposta dinâmica da interação torre-pá através de modelos dinâmicos discretos. O modelo discreto considera efeitos de peso-próprio e de força centrífuga devido à rotação das pás. Evidencia-se a relação entre posição do rotor e frequência de resposta do sistema e, também, entre velocidade de rotação e frequência de resposta do sistema.