Wind turbine noise: development of an airfoil turbulent inflow noise prediction method based on Amiets theory (2021)
- Authors:
- Autor USP: FARIA, ALEXANDRE MARTUSCELLI - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: ENERGIA; TURBINAS; AEROFÓLIOS; AEROACÚSTICA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Os esforços da comunidade científica no campo das energias renováveis tem se mantido focado em evitar que o acréscimo da temperatura média global ultrapasse a marca de 1.5C. Nesse cenário, a energia elétrica proveniente de fonte eólica tem experenciado uma rápida e contínua expansão em sua capacidade instalada global durante as duas últimas décadas. Essa expansão, entretanto, é balizada por múltiplos fatores síncronos, como a disponibilidade de terras e impactos relacionados ao ambiente, à fauna e às pessoas, ao se levar em consideração que esta expansão leva os parques eólicos para áreas cada vez mais próximas a regiões habitadas. Uma das grandes preocupações que vêm atreladas `as novas tecnologias de turbinas eólicas de eixo horizontal é que o nível de ruído seja mantido em compasso com as legislações de controle de ruído locais. Como o nível de ruído produzido por uma turbina eólica é diretamente proporcional ao diâmetro do rotor, e turbinas eólicas modernas apresentam pás cada vez maiores, por aumento simultâneo na conversão de energia, é mandatório que seja adotado o ruído como variável de projeto e buscar novas geometrias de pás que combinem eficiências aerodinâmica e aeroacústica. PNoise é um módulo para predição de ruído aerodinâmico de aerofólios e pás de turbinas eólicas desenvolvido na Poli-USP pelo grupo Poli-Wind em colaboração com a Universidade Tecnológica de Berlim, para o desenvolvimento do software de projetos de pás de turbinas eólicas QBlade. O PNoise, através de uma modelagem 2D, leva em consideração, de maneira combinada, as fontes de ruído aerodinâmico, de modo a obter uma predição precisa do espectro sonoro e contribuir para o projeto de pás mais silenciosas, sem que haja diminuição na efetividade da conversão de energia. O ruído de aerofólio consiste da combinação também sincronizada de múltiplasfontes, sendo as duas principais o ruído próprio do aerofólio e o ruído provocado pelo escoamento turbulento incidente. A modelagem matemática e a integração do último no código do QBlade é o principal objetivo deste estudo. O ruído provocado pelo escoamento turbulento incidente ´e causado pela interação entre escalas de turbulência e a superfície do aerofólio. Tende a ser dominante sobre o ruído próprio de aerofólio na faixa de frequências baixa a média (até cerca de 2000 Hz) e apresenta alta sensibilidade ao par escala integral de comprimento e intensidade de turbulência. Também centrais para este estudo são a aplicação da teoria de Amiet, suas extensões e a discussão com relação à modelagem do espectro de turbulência, considerando a usual adoção do espectro de turbulência homogêneo e isotrópico de von K´arm´an e a teoria de distorção rápida de Batchelor (RDT). Como sabido, condições de turbulência atmosférica dificilmente são obtidas em túnel aeroacústico e, portanto, um diferente comportamento espectral deverá ser observado em cada caso. Desta forma, ambas situações devem ser cobertas pelo novo método de predição de ruído provocado pelo escoamento turbulento incidente no PNoise.
- Imprenta:
- Data da defesa: 09.12.2021
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ABNT
FARIA, Alexandre Martuscelli. Wind turbine noise: development of an airfoil turbulent inflow noise prediction method based on Amiets theory. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-09022022-090526/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Faria, A. M. (2021). Wind turbine noise: development of an airfoil turbulent inflow noise prediction method based on Amiets theory (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-09022022-090526/ -
NLM
Faria AM. Wind turbine noise: development of an airfoil turbulent inflow noise prediction method based on Amiets theory [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-09022022-090526/ -
Vancouver
Faria AM. Wind turbine noise: development of an airfoil turbulent inflow noise prediction method based on Amiets theory [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-09022022-090526/
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