Simulação numérica de dispositivos conversores da energia das ondas do mar submetidos à incidência de ondas irregulares que ocorreram em Rio Grande - RS

Autores

  • Maycon da S. Paiva Universidade Federal do Rio Grande - FURG
  • Ana P. G. Mocellin Universidade Federal do Rio Grande - FURG
  • Liércio A. Isoldi Universidade Federal do Rio Grande - FURG
  • Bianca N. Machado Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS

DOI:

https://doi.org/10.5540/03.2025.011.01.0479

Palavras-chave:

Energia das Ondas do Mar, Galgamento, Coluna de Água Oscilante, Ondas Irregulares Realísticas, Metodologia WaveMIMO

Resumo

O presente estudo visa avaliar o comportamento fluidodinâmico de dispositivos conversores da energia das ondas do mar em energia elétrica quando submetidos às ondas irregulares realísticas que ocorreram no município de Rio Grande, no estado do Rio Grande do Sul. Para tanto, são considerados os conversores do tipo Galgamento, composto por uma rampa e um reservatório, e do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), composto por uma câmara hidropneumática e um duto de ar. Quanto às simulações numéricas, foram realizadas através do software Fluent, que é baseado no Método dos Volumes Finitos e emprega o modelo multifásico Volume of Fluid para o tratamento da interface entre a água e o ar. A geração das ondas irregulares ocorreu por meio da metodologia WaveMIMO, que emprega dados discretos transientes da velocidade de propagação das partículas de água como condição de contorno de velocidade prescrita. Desse modo, foi possível obter uma potência teórica de 5.744,09 W para o dispositivo de Galgamento e de 155.468,93 W para o dispositivo CAO.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

T. G. Barreiro. “Estudo da interação de uma onda monocromática com um conversor de energia”. Dissertação de mestrado. Universidade de Nova Lisboa, 2009.

S. D. Cardoso, W. C. Marques, E. d. P. Kirinus e C. E. Stringari. “Levantamento batimétrico usando cartas náuticas”. Em: 13ª Mostra da Produção Universitária. Rio Grande: Universidade Federal do Rio Grande, 2014, p. 2.

T. Chai e R. R. Draxler. “Root mean square error (RMSE) or mean absolute error (MAE)? – Arguments against avoiding RMSE in the literature”. Em: Geoscientific Model Development 7 (2014), pp. 1247–1250. doi: 10.3390/earth2040059.

M. N. Gomes, G. Lorenzini, L. A. O. Rocha, E. D. Dos Santos e L. A. Isoldi. “Constructal design applied to the geometric evaluation of an oscillating water column wave energy converter considering different real scale wave periods”. Em: Journal of Engineering Thermophysics 27 (2018), pp. 173–190. doi: 10.1134/S1810232818020042.

C. W. Hirt e B. D. Nichols. “Volume of Fluid (VOF) Method for the Dynamics of Free Boundaries”. Em: Journal of Computational Physics 39 (1981), pp. 201–225.

R. G. Hübner, C. Fragassa, M. da S. Paiva, P. H. Oleinik, M. das N. Gomes, L. A. O. Rocha, E. D. dos Santos, B. N. Machado e L. A. Isoldi. “Numerical Analysis of an Overtopping Wave Energy Converter Subjected to the Incidence of Irregular and Regular Waves from Realistic Sea States”. Em: Journal of Marine Science and Engineering 10.8 (2022), p. 1084. doi: 10.3390/jmse10081084.

A. H. S. Koch, M. S. Paiva, C. B. Monteiro, P. H. Oleinik, L. A. Isoldi e B. N. Machado. “Numerical Evaluation of the Hydropneumatic Power of the Oscillating Water Column Wave Energy Converter Submitted to Regular and Irregular Waves”. Em: Engineering Science Technology 3 (2022). doi: 10.37256/est.3120221022.

R. C. Lisboa, P. R. Teixeira e E. Didier. “Regular and irregular wave propagation analysis in a flume with numerical beach using a Navier-Stokes based model”. Em: Defect and Diffusion Forum 372 (2017), pp. 81–90. doi: 10.4028/www.scientific.net/ddf.372.81.

B. N. Machado, P. H. Oleinik, E. P. Kirinus, E. D. Dos Santos, L. A. O. Rocha, M. das N. Gomes, J. M. P. Conde e L A. Isoldi. “WaveMIMO Methodology: Numerical Wave Generation of a Realistic Sea State”. Em: Journal of Applied and Computational Mechanics 7 (2021), pp. 2129–2148. doi: 10.22055/jacm.2021.37617.3051.

R. P. Maciel, C. Fragassa, B. N. Machado, L. A. O. Rocha, E. D. Dos Santos, M. Das N. Gomes e L. A. Isoldi. “Verification and Validation of a Methodology to Numerically Generate Waves Using Transient Discrete Data as Prescribed Velocity Boundary Condition”. Em: vol. 9. 2021. doi: 10.3390/jmse9080896.

J. C. Martins, M. M. Goulart, M. das N. Gomes, J. A. Souza, L. A. O. Rocha, L. A. Isoldi e E. D. dos Santos. “Geometric evaluation of the main operational principle of an overtopping wave energy converter by means of Constructal Design”. Em: Renewable Energy 118 (2018), pp. 727–741. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.11.061.

A. P. G. Mocellin, R. P. Maciel, P. H. Oleinik, E. D. dos Santos, L. A. O. Rocha, J. S. Ziebell, L. A. Isoldi e B. N. Machado. “Geometrical Analysis of an Oscillating Water Column Converter Device Considering Realistic Irregular Wave Generation with Bathymetry”. Em: Journal of Experimental and Theoretical Analyses 1.1 (2023), pp. 24–43. doi: 10.3390/jeta1010003.

P. H. Oleinik, G. P. Tavares, B. N. Machado e L. A. Isoldi. “Transformation of Water Wave Spectra into Time Series of Surface Elevation”. Em: Earth 2 (2021), pp. 997–1005. doi: 10.3390/earth2040059.

M. S. Paiva. “Simulação Numérica de um Conversor de Energia das Ondas do Mar em Energia Elétrica do Tipo Galgamento Considerando Dados Realísticos de Estado de Mar Encontrados na Costa do Município de Rio Grande – RS”. Dissertação de Mestrado em Matemática Aplicada. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2023.

A. Pecher e J. P. Kofoed. Handbook of ocean wave energy. Springer Nature, 2017.

H. Schlichting. Boundary Layer Theory. McGraw-Hill: New York, NY, USA, 1979.

Downloads

Publicado

2025-01-20

Edição

Seção

Trabalhos Completos