Influência da geometria da edificação na aerodinâmica de sistemas eólicos integrados utilizando openfoam

Abstract

Atualmente, a população em áreas urbanas vem crescendo em ritmo acelerado, trazendo consigo demandas habitacionais e energéticas, aumento da emissão de gases poluentes, entre outros fatores. Em meio a este cenário, a utilização de turbinas eólicas situadas em locais estratégicos nas edificações apresenta-se como uma solução sustentável ao ambiente urbano. O presente trabalho visa, através da Dinâmica dos Fluidos Computacional, determinar as regiões entre prédios paralelos onde os aerogeradores apresentariam um melhor rendimento aerodinâmico, para isso, analisa-se o campo de velocidade, distribuição de pressão, índice de turbulência, parâmetros geométricos das edificações e ângulo de incidência do escoamento. Para o estudo serão utilizados programas livres. O programa SALOME emprega-se para modelar a geometria e malha dos casos bidimensionais, enquanto que para os casos tridimensionais a geometria é modelada com o SALOME e a malha é gerada com o OpenFOAM, através da função snnapyHexMesh. As simulações são realizadas no OpenFOAM, utilizando modelagem RANS. Inicialmente, foram simulados dois casos: o escoamento ao redor de um cilindro quadrado e o escoamento sobre um prédio isolado. Finalmente, foram simulados dois prédios paralelos de altura (H) e lado (B) com razão de aspecto 1:1:4, raio de arredondamento da aresta interna igual a r/B = 0, 0,10, 0,20 e 0,30 e dois ângulos de incidência, 0º e 15º. Verificou-se que a melhor região para instalação das turbinas eólicas seria no plano de simetria entre os prédios com r/B = 0,10 e com x/B = 0,0, 0,40 ≤ y/B ≤ 0,40 e 3,0 ≤ z/B ≤ 4,0.