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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23964| Título: | Análise computacional do vento sobre o topo de edifícios: variações de direção e velocidade |
| Título(s) alternativo(s): | Computational analysis of wind on top of buildings: direction and speed variations |
| Autor(es): | Grillo, Davi Gobbi Benazi |
| Orientador(es): | Silva, Cláudio Tavares da |
| Palavras-chave: | Ventos - Velocidade Análise numérica Energia eólica Energia elétrica - Produção Aerogeradores Winds - Speed Numerical analysis Wind power Electric power production Wind turbines |
| Data do documento: | 26-Nov-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | GRILLO, Davi Gobbi Benezi. Análise computacional do vento sobre o topo de edifícios: variações de direção e velocidade. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | O emprego de geradores eólicos em regiões urbanas é prejudicado pela não estacionariedade nos escoamentos do ar nestas regiões. Há dificuldade em prever o comportamento efetivo do vento nas proximidades das construções, afetando diretamente a viabilidade da instalação de um aerogerador. Este trabalho tem como objetivo realizar análises numéricas do escoamento do ar sobre edifícios, de modo a auxiliar na definição do melhor posicionamento de uma turbina eólica visando o melhor aproveitamento possível das condições de vento desse tipo de sítio de instalação. Para isto, identificam-se as regiões de aceleração ou estagnação do vento de acordo com sua direção de incidência e velocidade. Utiliza-se o software ANSYS Fluent (R) para resolver as equações características em que o modelo de turbulência k-s é aplicado. Realiza-se uma análise de variação da velocidade de corrente livre e direção do vento afim de compreender a influência destes fatores sobre o escoamento nas proximidades do topo do edifício, avaliando as condições mais favoráveis ou prejudiciais ao aproveitamento do vento para geração de energia. Conclui-se que a velocidade da corrente livre tem pouca influência na distribuição da aceleração do vento e que o ângulo de incidência de 30º oferece maiores porcentagens de aceleração em relação aos demais ângulos simulados, sendo que esta aceleração ocorre entre 3 e 5 metros de distância do topo. Observa-se ainda que os edifícios posicionados inclinados em relação à direção do vento apresentam cenários mais favoráveis ao aproveitamento da energia eólica em seus topos. |
| Abstract: | The use of wind generators in built environment is hampered by the non-stationary condition of the airflow in these regions. It is difficult to predict the actual wind behavior near buildings, witch affects the installing viability of a wind turbine. This work aims to perform numerical analysis of airflow over buildings, in order to assist in defining the best positioning of a wind turbine intending to optimize the energy generation in this type of installation site. For this, the acceleration and stagnation fields are identified according to the wind direction and free stream velocity. The ANSYS Fluent (R) software is used to solve the characteristic equations in which the k - c turbulence model is used. A variation analysis of wind incidence angle and velocity is performed in order to understand their influence over airflow near the top of the building, assessing the most favorable or harmful conditions for wind energy generation. It can be concluded that the free stream velocity has little influence on wind acceleration and that the incidence angle of 30º offers higher percentages of acceleration comparing to the other simulated angles conditions, and this acceleration occurs between 3 and 5 meters away from the top. It is also observed that the buildings positioned in angle to the wind direction present more favorable scenarios for the utilization of wind energy in their tops. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23964 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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