Modeling wind turbine blades by geometrically-exact beam and shell elements: a comparative approach (2017)
- Authors:
- Autor USP: FACCIO JÚNIOR, CELSO JACO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: VIGAS; CASCAS (ENGENHARIA); TURBINAS EÓLICAS
- Language: Inglês
- Abstract: A capacidade total de energia eólica instalada no mundo cresceu substancialmente nos últimos anos, principalmente devido ao número crescente de turbinas eólicas de eixo horizontal. Consequentemente, um grande esforço foi empregado com o intuito de aumentar a capacidade de produção das turbinas eólicas, que está diretamente associada ao tamanho das pás. Assim, surgiram projetos inovadores quanto à concepção de pás de turbinas eólicas levando a estruturas bastante flexíveis, susceptíveis a grandes deslocamentos, não apenas em eventos extremos, mas também em condições normais de operação. Nesse contexto, a presente dissertação tem por objetivo comparar duas abordagens de modelos estruturais geometricamente não-lineares capazes de lidar com grandes deslocamentos de pás de turbinas eólicas: elementos finitos geometricamente exatos 3D de vigas e cascas. Em relação ao modelo de viga, devido à complexidade geométrica das seções transversais típicas de pás de turbinas eólicas, adota-se uma teoria que permite a criação de seções transversais arbitrárias multicelulares. Duas geometrias de pás s~ao testadas e comparações entre os modelos s~ao feitas em análises estáticas e dinâmicas, sempre induzindo grandes deslocamentos e explorando os limites de precisão do modelo de viga, quando comparado ao modelo de cascas. Os resultados indicam que os modelos de viga e casca apresentam comportamento muito similar, exceto quando ocorrem violações em hipóteses do modelo de viga, tal como quando ocorre flambagem local do modelo de casca.
- Imprenta:
- Data da defesa: 19.06.2017
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ABNT
FACCIO JÚNIOR, Celso Jaco. Modeling wind turbine blades by geometrically-exact beam and shell elements: a comparative approach. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-01092017-082939/. Acesso em: 07 maio 2026. -
APA
Faccio Júnior, C. J. (2017). Modeling wind turbine blades by geometrically-exact beam and shell elements: a comparative approach (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-01092017-082939/ -
NLM
Faccio Júnior CJ. Modeling wind turbine blades by geometrically-exact beam and shell elements: a comparative approach [Internet]. 2017 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-01092017-082939/ -
Vancouver
Faccio Júnior CJ. Modeling wind turbine blades by geometrically-exact beam and shell elements: a comparative approach [Internet]. 2017 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-01092017-082939/
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