Autor: Daniel Borges dos Santos (Currículo Lattes)
Resumo
A busca por formas de extrair energia de fontes renováveis está entre as maiores preocupações das pesquisas sobre energia nos dias atuais. Uma fonte renovável, como a energia eólica, em um cenário complexo, como áreas urbanas, é uma oportunidade promissora para a aplicação de pequenas turbinas eólicas Savonius. No presente trabalho, foram apresentados os estudos sobre rotores do tipo Savonius bem como do software escolhido para realizá-lo, o OpenFOAM. Com o objetivo de estudar a influência da razão de sobreposição e da razão de afastamento das pás do rotor nos coeficientes aerodinâmicos, é utilizado o método de volumes finitos, com o algoritmo Arbitrary Mesh Interface do software OpenFOAM, para realizar um estudo com malha deslizante no rotor. Para isso, primeiramente foi feita uma verificação do domínio computacional com o rotor estático, onde foram avaliados os coeficientes de torque estático, arrasto e sustentação, bem como uma análise dos padrões de escoamento e da turbulência no entorno do rotor. Depois, foi validado e verificado o estudo do rotor com malha deslizante utilizando o algoritmo AMI, replicando alguns valores para rotações do rotor, escolhidos conforme os dados presentes na literatura e comparando os coeficientes de torque para diferentes razões de velocidade de ponta. Tendo apresentado as menores diferenças entre os coeficientes simulados e os coeficientes dos trabalhos da literatura, se optou por utilizar a razão de velocidade de ponta de 0,81 para as análises das razões de sobreposição e afastamento. Por fim, foram analisadas 11 razões de afastamento, variando de -0,25 a 0,25 para duas razões de sobreposição, 0,15 e 0,20, e concluiu-se que uma combinação de razão de sobreposição de 0,15 junto com uma razão de afastamento entre -0,25 e -0,20 é um intervalo de combinações eficientes para este rotor.