Banca de QUALIFICAÇÃO: MATEUS NARCIZO DE ALMEIDA NUNES

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: MATEUS NARCIZO DE ALMEIDA NUNES
DATA : 04/04/2024
LOCAL: Google meet
TÍTULO:

CONTROLE ESTRUTURAL DE VIBRAÇÕES EM TORRES TUBULARES DE AÇO PARA AEROGERADORES DE EIXO HORIZONTAL

PALAVRAS-CHAVES:

Energia eólica. Torre do aerogerador. Análise dinâmica. Controle de vibração. AMH.

PÁGINAS: 128
RESUMO:

A energia eólica é uma forma de energia renovável obtida a partir do vento, na qual tem-se observado uma notável expansão da potência instalada em escala global e nacional nos últimos anos. Na busca por aumentar a potência gerada, devido ao crescimento da demanda global por eletricidade, estão sendo instaladas turbinas eólicas de maior porte, implicando em torres cada vez mais altas em busca de ventos tecnicamente aproveitáveis e economicamente viáveis. Devido à grande altura das torres e suas paredes finas, elas tornam-se mais suscetíveis aos efeitos de vibração, tornando necessário o uso de técnicas de controle estrutural para mitigar tais efeitos. Dessa forma, o principal objetivo desta dissertação é desenvolver o projeto e o detalhamento de um absorvedor de massa híbrido (AMH) destinado a mitigar as vibrações excessivas de uma torre tubular de aço com 80 m de altura, que sustenta um aerogerador de potência nominal de 5 MW do National Renewable Energy Laboratory (NREL). Inicialmente, foi conduzida uma abrangente revisão bibliográfica sobre o tema em questão. Posteriormente, a modelagem dinâmica da torre deverá ser realizada, empregando elementos finitos de barra por meio de uma implementação com código próprio, e elementos finitos de casca e massa utilizando o Ansys Parametric Design Language (APDL) no módulo Mechanical, para obter as propriedades dinâmicas da torre diante da ação realista do vento. Na implementação usando código próprio, a não linearidade geométrica deve ser levada em consideração por meio da aplicação da matriz de rigidez geométrica consistente. Adicionalmente, o código FAST v8 será empregado para calcular as forças e momentos a ser aplicados à torre, decorrentes das ações do vento e do funcionamento do aerogerador, assim como dos carregamentos permanentes e do peso dos equipamentos do aerogerador. Por fim, um dispositivo de controle híbrido (AMH) será projetado para ser acoplado ao topo da torre, que deverá ser comparado com o desempenho do absorvedor de massa sintonizado (AMS) e absorvedor de massa ativo (AMA). Na determinação dos coeficientes do mecanismo de controle, deverá ser empregado a teoria proposta por Den Hartog, ajustando o dispositivo às duas primeiras frequências naturais da torre, e na definição dos parâmetros ideais de controle introduzidos pelos atuadores, será escolhida uma teoria específica, podendo ser H-infinity control, linear quadratic regulator and Gaussian - LQR/LQG - fuzzy logic control, neural network ou disturbance accommodating control. Ao acoplar o AMH à torre, espera-se alcançar notáveis níveis de redução de vibração quando a estrutura estiver sujeita a ações realistas do vento, ressoando com o primeiro modo de vibração. As expectativas envolvem reduções expressivas, estimadas entre 60% e 90%.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2858245 - DOUGLAS MATEUS DE LIMA
Interno - ***.900.660-** - MOACIR KRIPKA - USP
Externo à Instituição - RUI MANUEL DE MENEZES E CARNEIRO DE BARROS - UNIPORTO