Coeficientes Hidrodinâmicos de Turbina "S" Tipo VAACT

Este trabalho analisa melhorias de um modelo bidimensional da turbina em forma de S desenvolvido por Chan et al. (2018) através do método do algoritmo genético e simulações numéricas. Esta turbina pode ser considerada um VAACT (Vertical Axis Autorotation Current Turbine). O perfil em forma de S é investigado para obter os coeficientes hidrodinâmicos com diferentes ângulos de ataque usando ANSYS®/Fluent. A metodologia assume um modelo bidimensional devidamente verificado e validado, considerando sua sensibilidade à dimensão do domínio, propriedades da malha e tamanho do passo de tempo. A validação é realizada com dados de Chan et al. (2018). As simulações consideram números de Reynolds moderados na faixa de 75.000 a 150.000. O coeficiente de sustentação nessa faixa concorda até um ângulo de ataque de 140 graus. Por outro lado, os coeficientes de arrasto e momento são totalmente semelhantes. As simulações também mostram que as séries temporais de sustentação e arrasto têm fase de cerca de 90 graus. Além disso, as curvas de coeficiente de torque e coeficiente de potência em função da relação do tip speed ratio também são abordadas. Finalmente, o coeficiente de pressão e o campo de vorticidade no volume de controle são exibidos no artigo, levando a uma melhor compreensão dos gradientes ao redor do perfil em forma de S.