ANÁLISE GEOMÉTRICA DE DOIS GRAUS DE LIBERDADE DE UM DISPOSITIVO CONVERSOR DE ENERGIA DAS ONDAS DO TIPO COLUNA DE ÁGUA OSCILANTE NA FORMA TRAPEZOIDAL

Resumo

Este trabalho apresenta um estudo numérico bidimensional sobre a análise da geometria na forma trapezoidal de um dispositivo conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica.  O princípio de funcionamento é o de coluna de água oscilante (CAO).  O objetivo é maximizar a potência hidropneumática absorvida pelo dispositivo quando submetido a um clima de ondas real. É empregado Design Construtal para analisar dois graus de liberdade: β que é o ângulo formado pela parede frontal do dispositivo CAO com a superfície livre (ângulo da base do trapézio) enquanto o outro grau de liberdade e H₃ que é a profundidade de submersão do dispositivo. A relação H₂/l, (razão entre altura e comprimento da chaminé de saída da câmara CAO) é mantida constante. As restrições do problema são a área de entrada e a área total da câmara CAO que são mantidas constantes. Para a solução numérica é empregado um código de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT^®, baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. Foi possível verificar a influência dos dois graus de liberdade analisados no aproveitamento da energia da onda incidente, o melhor desempenho foi obtido quando β = 30^o e H₃ = 9,50 m, por outro lado o pior desempenho ocorre quando β = 80^o e H₃ = 10,25 m. Isso representa um em termos de potência hidropneumática um acréscimo de cerca de sete vezes no desempenho do dispositivo.

Palavras-Chave: Coluna de água Oscilante, Forma trapezoidal, Modelo multifásico.