Geração de ondas irregulares realísticas através da metodologia WaveMIMO

um estudo de caso para avaliação de parâmetros

Autores

  • Maycon da Silveira Paiva Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Ana Paula Giussani Mocellin Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Phelype Haron Oleinik Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Elizaldo Domingues dos Santos Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Luiz Alberto Oliveira Rocha Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Liércio André Isoldi Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil
  • Bianca Neves Machado Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS, Campus Litoral Norte, Tramandaí/RS - Brasil

DOI:

https://doi.org/10.15536/thema.V23.2024.777-802.3760

Palavras-chave:

ondas irregulares realísticas, metodologia WaveMIMO, Fluent, TOMAWAC, dinâmica dos fluidos computacional

Resumo

Dentre as diversas fontes renováveis de energia que podem ser exploradas, têm-se a energia contida nas ondas do mar. A metodologia WaveMIMO é utilizada para a geração numérica de ondas irregulares baseadas em estados de mar realísticos e consiste em tratar dados espectrais para a obtenção de perfis de velocidade orbital de propagação das ondas, que são impostos como condição de contorno (CC) em um canal de ondas numérico. Nesse sentido, o presente estudo avalia parâmetros para a aplicação desta metodologia, onde se investigou a discretização da região de imposição da CC de velocidade prescrita, a sensibilidade de malha na região da superfície livre, o passo de tempo empregado e, por fim, a localização do vetor de velocidades em cada segmento da região de imposição da CC de velocidade prescrita. Para tanto, foram considerados dados realísticos referentes a um ponto próximo à costa do município de Mostardas, no estado do Rio Grande do Sul, obtidos do modelo espectral TOMAWAC. Os resultados indicaram que, comparando o melhor e o pior caso avaliado, obteve-se melhorias de 6,58% e 7,60% nas métricas consideradas nas avaliações dos resultados.

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Biografia do Autor

Maycon da Silveira Paiva, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Possui graduação em Matemática Aplica pela Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Mestre em Matemática Aplicada pelo Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada (PPGMAp) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente doutorando junto ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG).

Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8699294705809202

Ana Paula Giussani Mocellin, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Mestrado em Matemática Aplicada pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brasil(2023). Atualmente, doutoranda em Modelagem Computacional pela Universidade Federal do Rio Grande. Possui experiência na área de Dinâmica dos Fluidos, focada em energia das ondas do mar.

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Phelype Haron Oleinik, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Engenheiro civil formado no curso de Engenharia Civil Costeira e Portuária da Universidade Federal do Rio Grande ⁠? FURG (2017). Mestre em engenharia oceânica pelo Programa de Pós Graduação em Engenharia Oceânica (PPGEO) da Universidade Federal do Rio Grande. Possui experiência em simulações de estado de mar utilizando modelos de onda espectrais, e simulação fluidodinâmica de dispositivos de conversão de energia das ondas. Possui também experiência em programação, e processamento e análise de dados. Trabalha no desenvolvimento de modelos numéricos de conversão de energia de ondas, de transporte de sedimentos em suspensão, de derrame de óleo e de dispersão de poluentes.

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Elizaldo Domingues dos Santos, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande (2004), mestrado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2007) e doutorado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2011). Tem experiência na área de engenharia mecânica com ênfase em mecânica dos fluidos, transferência de calor, termodinâmica, dinâmica dos fluidos computacional, fontes renováveis de energia e design. Atualmente é professor Associado IV da Universidade Federal do Rio Grande (FURG) e docente permanente dos Programas de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) e Engenharia Oceânica (PPGEO). O docente é um dos coordenadores do Laboratório de Modelagem Computacional em Engenharia (LMCE-FURG). Desde 2023 é Professor Visitante Sênior da Alma Mater Studiorum University of Bologna (UNIBO). O docente também atua como pesquisador convidado do Instituto de Ciências da Terra (ICT - Portugal) e pesquisador integrado no Complex Flow Systems Lab (CFS). O docente também serviu como Diretor de Pós-graduação (DIPOSG) vinculado a Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação (PROPESP) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG) (2021). Atuou como coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica (PPGEO) no biênio 2015/2016 e como coordenador adjunto no biênio 2019/2020. Também serviu como Coordenador de Acompanhamento à Pós-Graduação (CAPG) da FURG no biênio 2017/2018. O docente é membro da Associação Brasileira de Ciências Mecânicas (ABCM) desde 2015, participando do comitê técnico Engenharia de Offshore e Petróleo desde 2021. O docente é membro do Comitê de Assessoramento de Engenharias da FAPERGS (2019 - 2024), servindo como coordenador do comitê desde 2022. Tem atuado como revisor de diversos periódicos indexados nas bases do Web of Science e Scopus e atua como Editor convidado do Journal of Marine Science and Engineering desde 2019. Atua principalmente com os seguintes temas: análise numérica de escoamentos turbulentos isotérmicos e com transferência de calor por convecção, trocadores de calor, análise numérica do princípio de funcionamento de dispositivos para uso de fontes renováveis de energia (energia das ondas do mar, energia eólica, chaminés solares, trocadores de calor solo-ar) e avaliação geométrica de problemas de engenharia empregando Design Construtal, coordenando projetos financiados nestas áreas.

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Luiz Alberto Oliveira Rocha, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Possui graduação em Engenharia Mecânica de Automóveis pelo Instituto Militar de Engenharia (1991), mestrado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1995), doutorado em Engenharia Mecânica - Duke University (2002) e pós-doutorado na área de Turbulência no Instituto de Pesquisas Hidráulicas/UFRGS/RS (2006). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor, atuando principalmente nos seguintes temas: otimizacao geométrica, análise energética e exergética, energias alternativas/renováveis, teoria constructal e design, modelagem, simulação e otimização de sistemas. Atualmente é professor convidado nos PPGs de Engenharia Mecânica da UFRGS, Modelagem Computacional e Engenharia Oceânica da FURG, e atua, também, como pesquisador colaborador no Laboratório de Sistemas de Escoamentos Complexos no Instituto de Ciências da Terra da Universidade de Évora em Portugal.

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Liércio André Isoldi, Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Rio Grande/RS – Brasil

Possui Curso Técnico em Mecânica pela Escola Técnica Federal de Pelotas (1993), Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Mestrado em Engenharia Oceânica (PPGEO) pela Universidade Federal do Rio Grande (2002), Doutorado em Engenharia (PROMEC) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2008) e Pós-Doutorado vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) da Universidade Federal do Rio Grande (2009). Atualmente é Professor Associado IV (40h - DE) da Escola de Engenharia (EE) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC-FURG) e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica (PPGEO-FURG). Atuou como Coordenador Adjunto do PPGEO no biênio 2015-2016. Atuou como Coordenador do PPGEO nos biênios 2017-2018, 2019-2020 e 2021-2022. Atualmente é Coordenador Adjunto do PPGEO (biênio 2023-2024).

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Bianca Neves Machado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS, Campus Litoral Norte, Tramandaí/RS - Brasil

Licenciada em Matemática pela Universidade Federal do Rio Grande (2009), Mestra em Modelagem Computacional pela Universidade Federal do Rio Grande (2012), Doutora em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2016). Realizou Pós Doutorado na Universidade Federal do Rio Grande, junto ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Oceânica (2017). Atualmente é professora adjunta, lotada no Departamento Interdisciplinar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, atuando nos cursos de Engenharia de Gestão de Energia e Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia. Atua como Professora Permanente do Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada (PPGMAp) da UFRGS. Possui experiência na área de Matemática Aplicada e Engenharia Mecânica, atuando com modelagem computacional e simulação numérica de dispositivos conversores da energia das ondas do mar em energia elétrica.

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Publicado

2024-10-25

Como Citar

PAIVA, M. da S.; MOCELLIN, A. P. G.; OLEINIK, P. H.; SANTOS, E. D. dos; ROCHA, L. A. O. R.; ISOLDI, L. A.; MACHADO, B. N. Geração de ondas irregulares realísticas através da metodologia WaveMIMO: um estudo de caso para avaliação de parâmetros. Revista Thema, Pelotas, v. 23, n. 3, p. 777–802, 2024. DOI: 10.15536/thema.V23.2024.777-802.3760. Disponível em: https://periodicos.ifsul.edu.br/index.php/thema/article/view/3760. Acesso em: 23 nov. 2024.

Edição

v. 23 n. 3 (2024)

Seção

Engenharias

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