INFLUÊNCIA DO REFINAMENTO DA MALHA NOS COEFICIENTES DE ARRASTO, SUSTENTAÇÃO E TORQUE ESTÁTICO DE UMA TURBINA SAVONIUS DE ÚNICO ESTÁGIO

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo numérico computacional do escoamento de ar sobre um rotor eólico de eixo vertical baseado no modelo Savonius, em condições estáticas, afim de comparar os efeitos gerados nos coeficientes de arrasto, sustentação e torque ao ser variado o refinamento da malha empregada no domínio computacional, para diferentes angulações de incidência de vento. Foi necessário construir um modelo numérico representativo da turbina em questão, considerando o efeito da turbulência. O software GAMBIT® foi utilizado para confeccionar o domínio computacional, definir as condições de contorno e criar duas diferentes malhas, sendo uma definida como grosseira e outra refinada. O software FLUENT® foi empregado para realização da simulação numérica baseada no Método dos Volumes Finitos, adequando a metodologia utilizada em outros trabalhos, afim de obter os coeficientes de arrasto, sustentação e torque, e compará-los com a literatura existente. O escoamento é incompressível, permanente e turbulento. As equações de conservação de massa e quantidade de movimento médias no tempo (Reynolds Averaged Navier-Stokes) são resolvidas através do método dos volumes finitos. Com relação ao fechamento da turbulência é aplicado o modelo k-ω SST. A cada simulação, o ângulo das pás em relação à incidência de vento é alterado em 30º, de 0o a 150º. Foram realizadas 6 simulações para cada malha. Comprovou-se que a utilização de uma malha com maior número de elementos e estruturada próxima às paredes do rotor tem extrema importância na convergência dos coeficientes para resultados válidos e com boa concordância com os valores obtidos por outros autores.Palavras-chave: Simulação Numérica, turbina Savonius, coeficientes estáticos, ângulo de incidência, refinamento da malha.