ANÁLISE NUMÉRICA DA GEOMETRIA DA RAMPA DE UM DISPOSITIVO DE GALGAMENTO ONSHORE EM ESCALA REAL APLICANDO O DESIGN CONSTRUTAL

Resumo

O presente trabalho propõe um estudo numérico a respeito de um conversor de energia das ondas do mar do tipo galgamento. O princípio operacional do dispositivo de galgamento consiste de uma estrutura que utiliza uma rampa para direcionar as ondas incidentes para o reservatório. A água armazenada retorna ao oceano após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica. O objetivo deste estudo é a aplicação do método Design Construtal, aliado a busca exaustiva, na definição da melhor forma geométrica para a rampa de modo a maximizar a vazão mássica de água que entra no reservatório. O grau de liberdade b/B foi otimizado. A restrição considerada neste estudo é manter fixo: a área total do tanque de ondas, a área da rampa e as características da onda. Para a análise numérica do princípio de funcionamento deste dispositivo foi empregado um domínio computacional tridimensional (3D), construído e discretizado no software GAMBIT, onde o conversor é acoplado a um tanque de ondas regulares. As soluções das equações de conservação e uma equação para o transporte da fração volumétrica foram realizadas com o código comercial de Dinâmica dos Fluidos Computacional FLUENT, que é baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). Aplica-se o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) no tratamento da interação água-ar. Os resultados conduziram a uma recomendação teórica sobre a geometria ótima do dispositivo de galgamento, mostrando que houve uma razão ótima (b/B)_o = 0.38, que maximiza a quantidade de água que entra no reservatório.

Palavras-chave: Galgamento, Teoria Construtal, Análise Numérica.