Análise da utilização de jatos sintéticos sobre o desempenho aerodinâmico nas pontas das pás de aerogeradores

Abstract

O presente trabalho de conclusão de curso visa analisar como um recurso fluidodinâmico ainda não adotado em aerogeradores pode melhorar a eficiência aerodinâmica de suas pás. Tal recurso, denominado jato sintético, consiste na descarga de um jato do mesmo fluido do escoamento externo, através da extremidade das pás. Este recurso tem o potencial de alterar as características das instabilidades de ponta de pá, consequentemente impactando no coeficiente de arrasto. O arrasto induzido por essas instabilidades está relacionado com uma perda de eficiência na conversão de energia. Para estudar esse problema é utilizado o software ANSYS Fluent, onde a geometria proposta de ponta de pá é analisada sob a influência de jatos em diferentes velocidades a fim de analisar como cada configuração afeta positiva ou negativamente o escoamento na região e por consequência se resultam em uma melhora de desempenho. Aumentos nos coeficientes de arrasto e de sustentação puderam ser observados nos resultados das simulações.

The present work of course conclusion aims to analyze how a fluid dynamic resource not yet adopted in wind turbines can improve the aerodynamic efficiency of their blades. Such resource, called synthetic jet, consists of the discharge of a jet of the same fluid from the external flow, through the tip of the blades. This feature has the potential to alter the characteristics of tip instabilities, consequently impacting the drag coefficient. The drag induced by these instabilities is related to a loss of efficiency in energy conversion. To study this problem, ANSYS Fluent software is used, where the proposed geometry of the blade tip is analyzed under the influence of jets at different speeds to analyze how each configuration positively or negatively affects the flow in the region and, consequently, results in performance improvement. Increases in drag and lift coefficients were observed in the results of the simulations.