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2022_KaajalRohiniGopie.pdf4,38 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir
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dc.contributor.advisorOliveira, Taygoara Felamingo de-
dc.contributor.authorGopie, Kaajal Rohini-
dc.date.accessioned2023-01-09T21:58:57Z-
dc.date.available2023-01-09T21:58:57Z-
dc.date.issued2023-01-09-
dc.date.submitted2022-09-16-
dc.identifier.citationGOPIE, Kaajal. A numerical methodology for assessing the hydrokinetic energy potential in natural channels. 2022. xx, 83 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.unb.br/handle/10482/45462-
dc.descriptionDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022.pt_BR
dc.description.abstractNeste trabalho, é apresentada uma metodologia numérica para avaliação do potencial hidrocinético em canais naturais. A metodologia é validada usando um canal de benchmark sinuoso cujos dados são disponíveis na literatura. O canal de benchmark é modelado e simulado empregando métodos de simulação numérica de escoamentos turbulentos considerando. Os resultados de referência são comparados com resultados gerados por três modelos de turbulência diferentes: o modelo k − ε padrão, um modelo k − ε modificado e um RSM. O RSM forneceu resultados mais consistentes com os da literatura. Este desenvolvimento comprova a metodologia proposta capaz de reproduzir o escoamento no canal benchmark. Portanto, a mesma metodologia pode ser empregada para simular o escoamento em um canal natural, juntamente com o modelo de turbulência provado como o mais consistente e proficiente na replicação do escoamento no canal benchmark. Como modelo geométrico para esta fase da pesquisa, são utilizados os dados batimétricos do canal à jusante da usina hidrelétrica da Sefac. Para avaliar o potencial hidrocinético disponível neste canal, são procuradas áreas com alta velocidade e profundidade. Um total de cinco áreas encontram-se em conformidade com esses requisitos. Destas cinco, três são encontradas para conter os maiores valores de velocidade (≈ 1 m/s) e profundidade (≈ 1.5 m). Essas áreas também foram estudadas quanto aos seus níveis de turbulência, para prolongar a vida útil das turbinas, analisando a ocorrência de correntes secundárias e perfis de intensidade de turbulência. Os níveis de turbulência, embora muito baixos em valores absolutos, são os mais altos próximos ao leito do canal, onde nenhuma turbina seria instalada, enquanto as correntes secundárias não foram observadas. Na contemplação de avaliar o potencial hidrocinético produzido anualmente por essas três áreas, foram simulados cenários de vazão adicionais, representando as vazões com ocorrências mais frequentes em um dado ano. Posteriormente, foram estudadas as velocidades nas três áreas previamente selecionadas para encontrar locais potenciais específicos para instalação de turbinas hidrocinéticas. No final, os três trechos têm potencial para instalação de um total de 24 turbinas, capazes de gerar ≈ 71 MW h no ano de 2018.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).pt_BR
dc.language.isoInglêspt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleA numerical methodology for assessing the hydrokinetic energy potential in natural channelspt_BR
dc.title.alternativeUma metodologia numérica para prever o potencial hidrocinético em canais naturaispt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.subject.keywordEscoamento em canaispt_BR
dc.subject.keywordCanais naturaispt_BR
dc.subject.keywordPotencial hidrocinéticopt_BR
dc.subject.keywordEscoamentos turbulentospt_BR
dc.subject.keywordTurbulênciapt_BR
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.pt_BR
dc.description.abstract1In this work, a numerical methodology for evaluating the hydrokinetic potential in natural channels is presented. The methodology is validated using a meandering benchmark channel found in the literature. The benchmark channel is modeled and simulated employing CFD tools. The results from the literature are compared to results generated by three different turbulence models: the standard k − ε model, a modified k − ε model and a RSM. The RSM is proven to be the most consistent and proficient at generating results similar to the literature. This development proves the proposed methodology capable of replicate the flow in the benchmark channel. Therefore, this methodology is employed for simulating the flow in a natural channel, along with the turbulence model proven to be the most consistent and proficient in reproducing the flow in the benchmark channel. As a geometric model for this phase of the research, the bathymetric data of the channel downstream of the Sefac hydroelectric facility is utilized. In order to assess the hydrokinetic potential available within this channel, areas with the highest velocities and depths of are desired. A total of five areas are found complying to these requirements. Out of these five areas, three are found to contain the highest velocities (≈ 1 m/s) and depth (≈ 1.5 m) values. These areas were also studied for their turbulence levels, to prolong the lifespan of the turbines, by analyzing the occurrence of secondary currents and turbulence intensity profiles. The turbulence levels, although negligible by their value, are found to be the highest near the channel bed, where no turbines would be installed, while the secondary currents are low to none. In contemplation of evaluating the hydrokinetic potential produced yearly by these three areas, additional flow rate scenarios were simulated, representing the most frequent occurring flow rates of the year 2018. Subsequently, the velocities in the three previously selected areas were studied to the end of finding specific potential locations for installing hydrokinetic turbines. Ultimately, the three sections allow for installing a total of 24 turbines, capable of generating a potential ≈ 71 MW h in the year of 2018.pt_BR
dc.description.unidadeFaculdade de Tecnologia (FT)pt_BR
dc.description.unidadeDepartamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)pt_BR
dc.description.ppgPrograma de Pós-Graduação em Ciências Mecânicaspt_BR
Aparece nas coleções:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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