Resumo:
Este trabalho apresenta uma análise numérica dos parâmetros de desempenho de uma turbina eólica de eixo vertical (TEEV), do tipo Savonius, com perfil de pás semicirculares, de um e dois estágios. Realiza-se uma simulação numérica bidimensional pelo método dos volumes finitos com emprego da versão acadêmica do software Fluent/Ansys. As soluções numéricas foram resolvidas através das equações de conservação de massa (equação da continuidade), quantidade de movimento (Navier-Stokes com médias de Reynolds (RANS)) em conjunto com o modelo de turbulência k-ω SST. Uma solução implícita de segunda ordem é adotada para a solução numérica e as simulações são realizadas considerando-se uma rotação de malha. Dois diferentes tipos de domínio computacional foram desenvolvidos: um circular e outro retangular. Foram criadas cinco malhas com refinamentos estruturados para o domínio circular e quatro malhas para os domínios retangulares. Foi realizada uma análise completa apenas para a malha circular. Os resultados obtidos para as malhas retangulares são apresentados de forma preliminar e também servem como parâmetro de avaliação da influência dos critérios de convergência utilizados na malha circular. Para a validação dos resultados obtidos numericamente pelas malhas computacionais desenvolvidas, é realizada uma análise de convergência de malha, com a turbina em rotação, avaliada através do método de Análise das Curvas de Tendência (fitting method). São feitas análises com a turbina em rotação para razões de velocidades de ponta de pá (λ) iguais a: 1, 0,8, 0,6, 0,4 e 0,2. Os valores de máximo coeficiente de potência médio, para as respectivas razões de velocidade de ponta de pá, foram: (0,30; 0,27; 0,24; 0,19; 0,11). Os resultados obtidos apresentaram coerência física para o fenômeno analisado. Contudo, observou-se que o critério utilizado para a convergência dos valores de torque médio influenciou nos parâmetros obtidos, resultando em valores superestimados para as maiores razões de velocidade de ponta de pá, em comparação com outros estudos.
