Orientador: Renato Pavanello

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Atualmente, existe uma grande tendência no incremento da produção de energia elétrica através de fontes renováveis. Em especial, a geração de energia elétrica produzida através de parques eólicos tem sido bastante adotada. O projeto desses equipamentos envolve a modelagem dinâmica acoplada...

Resumo: Atualmente, existe uma grande tendência no incremento da produção de energia elétrica através de fontes renováveis. Em especial, a geração de energia elétrica produzida através de parques eólicos tem sido bastante adotada. O projeto desses equipamentos envolve a modelagem dinâmica acoplada solo-fluido-estrutura que pode ser estudada usando-se a formulação particionada, onde o problema da interação entre os meios é tratado de maneira iterativa. Nesse tipo de técnica, é possível que modelos fisicamente heterogêneos, chamados de partições, possam utilizar diferentes técnicas de discretização, como por exemplo o domínio do fluido ser baseado em uma formulação de Elementos de Contorno e o domínio estrutura baseado em uma formulação em Elementos Finitos. Neste trabalho, é realizado um estudo dinâmico de turbinas eólicas, utilizando tratamento particionado e Multiplicadores de Lagrange afim de se obter as frequências características e as curvas de resposta em frequência do sistema em análise. A discretização do problema é realizada através do Método dos Elementos Finitos (FEM) utilizando elemento de pórtico e quadrilateral de Wilson. Desta forma, a resolução de problemas de interação, utilizando a formulação particionada, é estudada com a finalidade de avaliar a convergência e a viabilidade da técnica em problemas harmônicos estruturais

Abstract: Currently, there is a great tendency in increasing the production of electricity through renewable sources. In this context, the generation of electric energy produced by wind farms has been widely adopted. The design of these devices involves the dynamic modeling of coupling...

Abstract: Currently, there is a great tendency in increasing the production of electricity through renewable sources. In this context, the generation of electric energy produced by wind farms has been widely adopted. The design of these devices involves the dynamic modeling of coupling fluid-structure-soil that can be studied using the partitioned formulation, where the problem of interaction between the parties is iterative manner. In this type of technique, it is possible that physically heterogeneous models, called partitions, can use different discretization techniques, such as the domain of fluid is based on a formulation of boundary element or based on a finite element formulation. In this paper a harmonic simulation of wind turbines, using partitioned treatment and Lagrange multipliers is studied in order to obtain the characteristic frequencies and frequency response function of the system under analysis. The discretization of the problem is performed using the Finite Element Method (FEM), as well as beam elements and the quadrilateral Wilson element. Thus, the resolution of elastodynamics problems, using the partitioned formulation is studied with the aim of assessing the feasibility and convergence of this technique, applied to dynamic harmonic analysis