Publicación: Análise da eficiência de conversão de energia a partir do VIV
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2022
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Editor
['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
O objetivo deste artigo é investigar as características e potencialidades das interações fluido-mecânica na conversão de energia, focando no fenômeno de vibrações induzidas por vórtices (VIV), em um cilindro rígido montado em apoio elástico com um grau de liberdade. Nesse sentido, uma análise de modelos físicos do fenômeno e sua sensibilidade aos parâmetros do sistema são estudados como uma alternativa para geração de energia. Os principais resultados desta análise revelam que os sistemas de conversão baseados no VIV são caracterizados por uma baixa eficiência de conversão de energia, consideravelmente abaixo das turbinas eólicas tradicionais. No entanto, também foi destacado como esse fenômeno pode ser estudado em baixas velocidades de escoamento do fluido. Observou-se que a resposta de amplitude máxima e a eficiência de conversão acontecem com a mesma velocidade reduzida, em torno de 5,5. Pode ser notado, quanto o menor for o amortecimento, o sistema experimenta uma maior resposta de amplitude, porém a eficiência de conversão é baixa.
The aim of this article is to investigate the characteristics and potentialities of fluid-mechanical interactions in energy conversion, focusing on the phenomenon of vortex-induced vibrations (VIV), in a rigid cylinder mounted on elastic support with one degree of freedom. In this sense, an analysis of physical models of the phenomenon and its sensitivity to system parameters are studied as an alternative for energy generation. The main results of this analysis reveal that VIV-based conversion systems are characterized by a low energy conversion efficiency, considerably below traditional wind turbines. However, it was also highlighted how this phenomenon can be studied at low fluid flow velocities. It was observed that the maximum amplitude response and the conversion efficiency occur with the same reduced speed, around 5.5. It can be noted that the lower the damping, the system experiences a higher amplitude response, but the conversion efficiency is low.
The aim of this article is to investigate the characteristics and potentialities of fluid-mechanical interactions in energy conversion, focusing on the phenomenon of vortex-induced vibrations (VIV), in a rigid cylinder mounted on elastic support with one degree of freedom. In this sense, an analysis of physical models of the phenomenon and its sensitivity to system parameters are studied as an alternative for energy generation. The main results of this analysis reveal that VIV-based conversion systems are characterized by a low energy conversion efficiency, considerably below traditional wind turbines. However, it was also highlighted how this phenomenon can be studied at low fluid flow velocities. It was observed that the maximum amplitude response and the conversion efficiency occur with the same reduced speed, around 5.5. It can be noted that the lower the damping, the system experiences a higher amplitude response, but the conversion efficiency is low.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
Vibrações induzidas por vórtice, VIV, Modelos Fenomenológicos, Conversão de energia
Citación
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica