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dc.contributor.advisorOliveira, Taygoara Felamingo de-
dc.contributor.authorMendes, Rafael Castilho Faria-
dc.date.accessioned2021-03-12T12:10:53Z-
dc.date.available2021-03-12T12:10:53Z-
dc.date.issued2021-03-12-
dc.date.submitted2020-10-06-
dc.identifier.citationMENDES, Rafael Castilho Faria. Interação entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjos. 2020. 142 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.unb.br/handle/10482/40223-
dc.descriptionTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.pt_BR
dc.description.abstractO principal objetivo deste trabalho é investigar o comportamento do escoamento de turbinas de eixo horizontal operando dentro de arranjos. Partindo de metodologias experimentais e numéricas pretende-se observar as interações entre esteiras devido a proximidade de outro rotor. Os testes foram executados em túnel de vento, utilizando um modelo reduzido de escala 1:10 de uma turbina hidrocinética, aplicando de técnicas de medição de potência e anemometria de fio quente. Já os métodos numéricos foram baseados em simulações CFD, empregando uma modelagem da turbulência baseada médias de Reynolds (RANS) e simulações de grandes escalas (LES). Validações entre os resultados numéricos e experimentais foram executadas a partir da comparação do coeficiente de potencia e medições de perfis de velocidade. A esteira aerodinâmica foi analisada em três etapas distintas, sendo elas: a operação isolada, o par de turbinas laterais e o arranjo triangular, variando em 10 configurações distintas. A partir dos contrastes observados durante os testes, notou-se a correlação entre a eficiência com sua posição relativa à outras turbinas, podendo em alguns casos ultrapassar o coeficiente de potência em até 9% em relação a operação isolada. Durante o estudo da esteira, foram considerados aspectos das propriedades médias juntamente com séries temporais medidas com anemometria de fio quente. Empregando os resultados experimentais e numéricos, técnicas de identificação de estruturas são introduzidas para o reconhecimento dos vórtices de ponta de pá e nacele de turbinas de eixo horizontal. A partir de dos sinais turbulentos, uma metodologia para determinação do comprimento característico das estruturas típicas do escoamento por meio da análise da função autocorrelação é descrita. A morfologia do comportamento de esteiras aerodinâmicas em operação na proximidade de um ou mais rotores é reportada.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).pt_BR
dc.language.isoPortuguêspt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleInteração entre esteiras aerodinâmicas de turbinas de eixo horizontal em arranjospt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.subject.keywordTurbinas de eixo horizontalpt_BR
dc.subject.keywordTurbinas hidrocinéticaspt_BR
dc.subject.keywordTúnel de ventopt_BR
dc.subject.keywordAnemômetro de fio quentept_BR
dc.subject.keywordTurbulênciapt_BR
dc.subject.keywordEsteiras aerodinâmicaspt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.pt_BR
dc.description.abstract1The main goal was to investigate the flow behavior in horizontal axis turbines at near arrangements. Starting from experimental and numerical methodologies, it was intended to observe the interactions between rows due to the proximity with another rotor. The tests were performed in a wind tunnel, applying a 1:10 scale-model of a hydrokinetic turbine, implementing power measurement techniques and hot wire anemometer. The numerical methods were based on CFD simulations, with turbulence model based on Reynolds averages (RANS) and large scale simulations (LES). Validations between numerical and experimental results were performed by comparing the power coefficient and velocities profiles measurements. The aerodynamic wake was analyzed in three different stages: the isolated operation, the pair of side turbines and the triangular arrangement ranging in 10 different configurations. From the contrasts observed during the tests, the correlation between efficiency and its relative position to other turbines was noted, in some cases being able to exceed the power coefficient by up to $ 9 \% $ to the isolated operation. During the wake study, aspects of the average properties were considered together with measured time series velocity with hot-wire anemometer. Through the experimental and numerical results, structure identification techniques are introduced for the recognition of the tip and nacelle vortex for horizontal axis turbines. From the turbulent velocities signals, a methodology for determining the characteristic length of the typical flow structures through the analysis of the autocorrelation function was described. The aerodynamic wake morphology behavior in operation in the proximity of one or more rotors is reported.pt_BR
dc.description.unidadeFaculdade de Tecnologia (FT)pt_BR
dc.description.unidadeDepartamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)pt_BR
dc.description.ppgPrograma de Pós-Graduação em Ciências Mecânicaspt_BR
Aparece nas coleções:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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