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Estudo do Recurso Eólico usando Openfoam com Condições de Fronteira de Modelos de Mesoescala
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Santos, Carlos Miguel Pereira da Silva | |
| dc.contributor.author | Monteiro, Henrique Alexandre Pinheiro Oliveira | |
| dc.date.accessioned | 2023-12-14T14:47:22Z | |
| dc.date.available | 2023-12-14T14:47:22Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-10 | |
| dc.description.abstract | O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de um novo procedimento de acoplamento entre o modelo de mesoescala WRF (Weather Research and Fore cast) e o software OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation), utilizado neste trabalho para efetuar simulações CFD (Computational Fluid Dynamics). O objetivo de acoplar modelos numéricos de mesoescala com modelos CFD de microescala surge da necessidade de obter condições de fronteira para o segundo que sejam o mais representativas da realidade possível. Neste trabalho foram usadas duas abordagens, uma em que foram utilizadas con dições de fronteira idealizadas e outra que faz uso de condições de fronteira provenientes de uma simulação precursora de mesoescala. As duas metodologias foram aplicadas num caso de estudo real onde foram efetuadas simulações de escoamentos atmosféricos neutralmente estratificados sobre terreno complexo em regime estacionário, mantendo sempre a avaliação do recurso eólico no local como um dos principais objetivos. Para o estudo do recurso eólico, foram desenvolvidos nesta tese novos procedimentos que permitem o estudo detalhado das características do vento em localizações arbitrárias, como por exemplo, onde se pretende a instalação de aerogeradores. Os resultados de cada uma das duas metodologias são comparados entre si e com dados medidos no local por campanhas de medições em períodos de tempo passados. O acoplamento trouxe uma redução no erro RMS das validações da velocidade na horizontal em 5.9 % (de 8.1 % para 2.2 %) e em 0.8 % na vertical (de 2.4 % para 1.6 %) quando o transporte da série medida é feito usando os anemómetros mais altos do mastro. Estes resultados, ainda que as conclusões estejam circunscritas a um único caso teste, sugerem que a estratégia de acoplamento implementada pode trazer uma melhoria significativa na qualidade dos resultados à altura de eixo das turbinas eólicas. | pt_PT |
| dc.description.abstract | The main purpose of this thesis is to develop a new coupling procedure between the WRF (Weather Research and Forecast) mesoscale model and OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation), which is used in this work to perform CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations. The aim of coupling mesoscale numerical models with microscale CFD models arises from the need to obtain boundary conditions for the latter that are as representative of reality as possible. Two approaches were employed in this work, one using idealised boundary conditi ons and the other using boundary conditions from a precursor mesoscale simulation. The two methodologies were applied to a real case study in which steady state simulations of neutrally stratified atmospheric flows over complex terrain were performed, with a primary focus on wind resource assessment at the site. In order to study the wind resource, new procedures have been developed in this thesis that allow the detailed study of wind characteristics in arbitrary locations, such as those where wind turbines are intended to be installed. The results obtained from each of the two methodologies are compared with each other and with data collected on-site during previous measurement campaigns. The coupling strategy led to a 5.9 % reduction in horizontal velocity validation RMS errors (from 8.1 % to 2.2 %) and a 0.8 % reduction in vertical RMS errors (from 2.4 % to 1.6 %) when transporting the measured data using higher mastmounted anemometers. These results, although the conclusions are limited to a single test case, suggest that the implemented coupling strategy has the potential to significantly enhance the quality of results at the wind turbine’s hub height. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203413652 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/24208 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Atmospheric Flows | pt_PT |
| dc.subject | Computational Fluid Dynamics | pt_PT |
| dc.subject | OpenFOAM | pt_PT |
| dc.subject | Microscale-Mesoscale Coupling | pt_PT |
| dc.subject | Wind Resource Assessment | pt_PT |
| dc.title | Estudo do Recurso Eólico usando Openfoam com Condições de Fronteira de Modelos de Mesoescala | pt_PT |
| dc.title.alternative | Wind Resource Study using Openfoam with Mesoscale Model Boundary Conditions | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Engenharia Mecânica | pt_PT |