Banca de DEFESA: CHARLES ANDRE OLIVEIRA PEREIRA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : CHARLES ANDRE OLIVEIRA PEREIRA
DATA : 19/01/2022
HORA: 15:00
LOCAL: Sala Virtual
TÍTULO:

Caracterização do vento local a partir de Modelagem da Camada Limite Planetária e Modelagem CFD com OpenFOAM

PALAVRAS-CHAVES:

Avaliação de recurso eólico;simulações CFD; OpenFOAM ;Camada Limite Planetária

PÁGINAS: 82
RESUMO:

O crescimento acentuado da potência eólica instalada no Brasil vem demandando metodologias para a avaliação do recurso eólico cada vez mais competitivas tanto do ponto de vista da acurácia como do ponto de vista do custo computacional. Nesse contexto, o presente trabalho se apresenta com o objetivo geral de caracterizar o vento local por meio de uma metodologia (aqui, proposta) que está baseada em modelagem analítica da camada limite planetária e simulações dos efeitos orográficos de microescala com o código CFD (Computational Fluid Dynamics) OpenFOAM. A partir dos resultados da modelagem e das simulações citadas, realiza-se a inferência dos parâmetros de Weibull correspondentes à distribuição da velocidade do vento horizontal com vistas à descrição do recurso eólico. Para a avaliação da metodologia proposta, foram definidos dois estudos de caso, um correspondente a uma estação anemométrica localizada no município de Paracuru (PCR), no estado do Ceará, e outro correspondente a uma estação anemométrica localizada no município de Triunfo (TRI), no estado de Pernambuco. Esses dois locais apresentam características orográficas distintas, apresentando PCR uma orografia simples e TRI, uma orografia complexa. Em ambos estudos de caso, intercompararam-se duas abordagens: uma analítica, baseada no trabalho de Silva (2017), que utiliza modelos da Camada Limite Planetária para estimar o comportamento do vento na microescala; outra abordagem baseada em CFD, que utiliza as saídas da abordagem anterior como condição de contorno com vistas a simular o vento no local de interesse. Em PCR, as duas abordagens apresentaram resultados semelhantes, superestimando os fatores de Weibull. Os valores observados dos fatores de escala e de forma de Weibull foram 10,04 m/s e 4,11, respectivamente, enquanto a modelagem analítica teve como saída os valores 12,31 m/s e 6,55, e a modelagem com OpenFOAM, utilizando o modelo de turbulência k-epsilon atmosférico, os valores 12,38 m/s e 6,43. Em TRI, a abordagem com OpenFOAM obteve um desempenho melhor que a abordagem analítica, tal como era esperado. Os valores observados dos fatores de escala e de forma de Weibull foram 9,79 m/s e 3,28, respectivamente, enquanto a modelagem analítica teve como saída os valores 9,11 m/s e 2,69, e a modelagem com OpenFOAM, utilizando o modelo de turbulência k-epsilon atmosférico, os valores 9,53 m/s e 2,65. Em suma, o uso de CFD juntamente com modelos analíticos da Camada Limite Planetária, para caracterização do vento local, mostrou-se bastante promissor, uma vez que, em função da metodologia aqui proposta, apresenta um custo computacional relativamente baixo e permite, na ausência de torres anemométricas instaladas, realizar uma avaliação preliminar do recurso eólico em áreas de interesse para instalação de centrais eólicas. Contudo, são necessários mais testes, utilizando vários pontos de validação, a fim de avaliar de forma mais acurada o desempenho dessa metodologia.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - DANIEL GONZÁLEZ RODRIGUEZ
Externo ao Programa - 000.000.000-00 - DANIEL GONZÁLEZ RODRÍGUEZ - UFPE
Externo ao Programa - 1735794 - MARIO AUGUSTO BEZERRA DA SILVA
Externo ao Programa - 2216046 - RAMIRO BRITO WILLMERSDORF