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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32471| Título: | Interação fluido estrutura de um gerador eólico com pás inteligentes |
| Título(s) alternativo(s): | Fluid structure interaction of an eolic generator with smart blades |
| Autor(es): | Farias, Tiago Felipe Gaiguer |
| Orientador(es): | Silva, Cláudio Tavares da |
| Palavras-chave: | Aeroelasticidade Energia eólica Simulação (Computadores) Turbinas eólicas Materiais compostos Aeroelasticity Wind power Computer simulation Wind turbines Composite materials |
| Data do documento: | 20-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FARIAS, Tiago Felipe Gaiguer. Interação fluido estrutura de um gerador eólico com pás inteligentes. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Um estudo de projeto é conduzido sobre o efeito de acoplamento flexão-torção na potência de geradores eólicos com eixo horizontal. Fazendo uso de uma sequência de laminação específica de fibras de carbono unidirecionais em matriz epóxi, obtémse um compósito laminado cujas tensões mecânicas são acopladas flexotorcionalmente. Em face aos esforços aerodinâmicos sobre a pá durante sua operação, tensões mecânicas surgem no material que, por culpa de seu acoplamento flexão-torção, conforma-se elasticamente adaptando sua geometria ao escoamento. O estudo da conformação aeroelástica aplicada às pás de geradores eólicos pode trazer um novo potencial prático de aproveitamento da energia intrínseca ao vento, em especial por favorecer a instalação de aerogeradores em centros urbanos e pequenos sítios com rendimento aprimorado. Uma pá é dimensionada segundo alguns parâmetros específicos utilizando a Teoria de Momento de Elemento de Pá. Os efeitos de acoplamento flexão-torção no material são analisados por interação fluido-estrutura. A partir de uma análise qualitativa entre três pás com diferentes sequências de laminação, ceteris paribus, obtém-se um aprimoramento de 3,42% na potência extraída com um número menor de lâminas, o que desperta também uma vantagem econômica. |
| Abstract: | A design study is conducted on the effect of bend-twist coupling over the power of horizontal axis wind turbines. Using a specific unidirectional carbon-epoxy lamination sequence, a laminated composite is obtained whose mechanical stresses are coupled in its bending and twisting. Given the aerodynamic forces on the blade during its operation, mechanical stresses emerge in the material which, due to its bend-twist coupled behavior, conforms elastically, adapting its geometry to the flow. The tailoring of aeroelastic effects can be applied to wind turbine blades, bringing a new practical potential for the use of intrinsic wind energy, especially by favoring improved performance of wind turbines in urban areas and small sites. A blade is designed according to some specific parameters using the Blade Element Moment Theory. The effects of bend-twist coupling in the material are analyzed by fluid-structure interaction. From a qualitative analysis between three blades with different lamination sequences, ceteris paribus, an improvement of 3,42% in the extracted power is obtained with a smaller number of blades, which also brings an economic advantage. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32471 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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