Aplicação de uma metodologia alternativa de deformação de malhas na modelagem numérica de conversores oscilantes por translação de ondas

RESUMO

Uma das tecnologias capazes de explorar a energia das ondas, baseada na captação das componentes horizontais do movimento destas, aliada a um sistema placa-pistão, vem experimentando um notável desenvolvimento ao longo dos últimos anos, tal dispositivo é conhecido como conversor oscilante por translação de ondas. Este possui um grande potencial, já comprovado, de geração de eletricidade. Uma das maneiras mais utilizadas para a análise destes conversores consiste na aplicação de ferramentas de modelagem numérica computacional. Neste contexto, o presente trabalho propõe a aplicação de uma metodologia numérica alternativa de deformação da malha de cálculo para representar a hidrodinâmica destes dispositivos, a qual está baseada em um fundo que oscila juntamente com o conversor, permitindo que este atinja inclinações elevadas, sem ocasionar divergências numéricas. O estudo é realizado pela aplicação do código computacional OpenFOAM, em conjunto com sua extensão OLAFOAM, que, através da metodologia Volume of Fluid (VOF), para a representação da superfície livre, e do método das médias de Reynolds (RANS), para a modelagem da turbulência, possibilita a simulação bidimensional da dinâmica do conversor considerado. O método proposto mostrou boa concordância e representatividade dos resultados, quando comparados a estudos experimentais, presentes na literatura, em situações hidrodinâmicas similares. Além disto, a metodologia baseada em um fundo móvel apresentou diferenças relativas, em relação ao método que considera o fundo como fixo, entre 4% e 17% para casos de placa muito próximos ao fundo do domínio e de até 8% para os casos onde esta encontra-se mais afastada.

Palavras-chave:
Conversores de energia por translação de ondas; OpenFOAM; OLAFOAM; RANS; Método de deformação de malha