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Trailing-edge noise: development and application of a noise prediction tool for the assessment and design of wind turbine airfoils (2016)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SAAB JUNIOR, JOSEPH YOUSSIF - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: AEROFÓLIOS; AERODINÂMICA; TURBINAS; ENERGIA EÓLICA
  • Language: Inglês
  • Abstract: Este trabalho descreve a pesquisa de elementos iniciais, o projeto, a implantação e a aplicação de uma ferramenta de predição de ruído de bordo de fuga, no desenvolvimento de aerofólios mais silenciosos para turbinas eólicas de grande porte. O objetivo imediato da ferramenta é permitir a comparação de desempenho acústico relativo entre aerofólios no início do ciclo de projeto de novas pás e rotores de turbinas eólicas. O objetivo mais amplo é possibilitar o projeto de turbinas eólicas mais silenciosas, mas de desempenho aerodinâmico preservado, pela indústria da Energia Eólica. A consecução desses objetivos demandou o desenvolvimento de uma ferramenta que reunisse, simultaneamente, resolução comparativa, eficiência computacional e interface amigável, devido à natureza iterativa do projeto preliminar de um novo rotor. A ferramenta foi integrada a um ambiente avançado de projeto e análise de turbinas eólicas, de código aberto, que pode ser livremente baixado na Web. Durante a pesquisa foi realizada uma ampla revisão dos modelos existentes para predição de ruído de bordo de fuga, com a seleção do modelo semi-empírico BPM, que foi modificado para lidar com geometrias genéricas. A precisão intrínseca do modelo original foi avaliada, assim como sua sensibilidade ao parâmetro de escala de turbulência transversal, com restrições sendo impostas a esse parâmetro em decorrência da análise. Esse critério permitiu a comparação de resultados de cálculo provenientes de método CFD-RANS e de método híbrido (XFLR5) de solução da camada limite turbulenta, com a escolha do último.Após a seleção de todos os elementos do método e especificação do código, uma parceria foi estabelecida entre a Poli-USP e a TU-Berlin, que permitiu a adição de um novo módulo de ruído de bordo de fuga, denominado "PNoise", ao ambiente de projeto e análise integrado de turbinas eólicas "QBlade". Após a adição, as rotinas de cálculo foram criteriosamente verificadas e, em seguida, aplicadas ao desenvolvimento de aerofólios mais silenciosos, com bons resultados acústicos e aerodinâmicos relativos a uma geometria de referência. Esse desenvolvimento ilustrou a capacidade da ferramenta de cumprir a missão para a qual foi inicialmente projetada, qual seja, permitir à Indústria desenvolver pás mais silenciosas que irão colaborar com o avanço da energia eólica através da limitação do seu impacto ambiental.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 18.11.2016
  • Acesso online ao documento

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    Exemplares físicos disponíveis nas Bibliotecas da USP
    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    EPBC31200046033FT-3731 v.2
    How to cite
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    • ABNT

      SAAB JUNIOR, Joseph Youssif; PIMENTA, Marcos de Mattos. Trailing-edge noise: development and application of a noise prediction tool for the assessment and design of wind turbine airfoils. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-140101/pt-br.php >.
    • APA

      Saab Junior, J. Y., & Pimenta, M. de M. (2016). Trailing-edge noise: development and application of a noise prediction tool for the assessment and design of wind turbine airfoils. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-140101/pt-br.php
    • NLM

      Saab Junior JY, Pimenta M de M. Trailing-edge noise: development and application of a noise prediction tool for the assessment and design of wind turbine airfoils [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-140101/pt-br.php
    • Vancouver

      Saab Junior JY, Pimenta M de M. Trailing-edge noise: development and application of a noise prediction tool for the assessment and design of wind turbine airfoils [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-14032017-140101/pt-br.php