Autor: Dante Vinicius Eloy Barbosa (Currículo Lattes)
Resumo
Considerando o atual empenho da comunidade científica em desenvolver tecnologias capazes de gerar energia elétrica de forma sustentável, o presente trabalho refere-se ao conversor de energia das ondas chamado de Dispositivo de Galgamento. Este dispositivo provoca a quebra de ondas incidentes a cima da linha de repouso visando criar uma queda d'água capaz de movimentar turbinas de baixa carga contidas no interior de um reservatório. Propõe-se desenvolver uma solução numérica pelo Método dos Volumes Finitos da incidência de ondas regulares sobre dispositivos de galgamento em canais utilizando programa OpenFOAM 2.1.1, que aplica a metodologia Volume de Fluido (volume of fluid - VOF) para o tratamento do escoamento bifásico (ar e água), através do solver interFOAM. O OpenFOAM é um programa livre de código aberto, que tem conquistado espaço na área dos métodos numéricos em geral. Sendo assim, este estudo busca documentar a metodologia aplicada pelo solver interFOAM, bem como apontá-lo como uma ferramenta interessante para o estudo do princípio de funcionamento de um dispositivo que extrai energia das ondas. Para isto, realiza-se a comparação da onda numérica (H = 1 m, T = 7,5 s, = 65,4 m e h = 10 m) com o modelo matemático não-linear de Stokes, mostrando que o OpenFOAM conduz a resultados coerentes em relação ao modelo matemático. Comparações das séries de galgamentos calculadas pelo OpenFOAM e pelo programa comercial ANSYS Fluent são apresentadas, mostrando a simultaneidade dos picos de galgamento durante as séries de tempos para sete geometrias diferentes do dispositivo. As magnitudes dos galgamentos também são semelhantes entre os programas. A partir da metodologia verificada, o presente trabalho contribui para o estado da arte avaliando o desempenho de dispositivos em escala real que provocam o galgamento da onda sobre superfícies curvas. Neste caso, são estudadas seis superfícies diferentes separadas em dois grupos em função do comprimento da base que possuem (bases de 12,5 m e 25 m). Os grupos possuem uma superfície linear (rampa), uma superfície côncava e uma superfície convexa. O estudo mostra que, para as condições dadas, a utilização de bases mais compridas ocasionam ganho significativo de massa de água galgada. Nota-se também que adotar uma curvatura adequada para a superfície com base menor, torna possível ultrapassar a quantidade atingida por dispositivos de bases maiores