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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11746| Tipo do documento: | Dissertação |
| Título: | Otimização estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas utilizando a interface MATLAB-ANSYS |
| Título(s) alternativo(s): | Structural optimization of steel wind turbine towers interfacing MATLAB and ANSYS |
| Autor: | Mendonça, Fernando Gonçalves  |
| Primeiro orientador: | Soeiro, Francisco José da Cunha Pires |
| Primeiro coorientador: | Silva, José Guilherme Santos da |
| Primeiro membro da banca: | Burgos, Rodrigo Bird |
| Segundo membro da banca: | Pereira, Anderson |
| Resumo: | Com o aumento do consumo de energia e com a progressiva degradação do meio ambiente, evidencia-se a necessidade de investimentos em pesquisas que busquem aprimorar fontes de energia renovável. A utilização da energia eólica como fonte alternativa é vista como uma ótima opção e vem aumentando gradativamente em diversos países. O Brasil se encontra em uma posição de destaque no cenário mundial de produção de energia eólica. Os geradores eólicos, com o intuito de aumentar a produção de energia, vêm se tornando maiores. Como as torres representam uma parcela significativa do custo total de um complexo eólico, a otimização das mesmas se torna cada vez mais importante. Este trabalho tem como objetivo a otimização estrutural de uma torre eólica modelo MM92 da REpower, buscando minimizar o volume total da torre. Neste trabalho é implementada uma técnica de otimização, com base no Algoritmo Genético (AG), através da interface entre os softwares ANSYS e MATLAB. As análises por elementos finitos realizadas pelo ANSYS - estática e modal - são integradas ao algoritmo executado pelo MATLAB. O volume é otimizado a partir das espessuras da parede da torre, e são respeitadas as restrições relativas ao comportamento estrutural: tensão máxima, deslocamento máximo e frequência natural. Os resultados obtidos mostram que através do AG foi possível ter uma redução do volume da torre em 30%, atendendo a todas as recomendações de projeto. |
| Abstract: | Increasing energy consumption with the fast progressing natural environment degradation has been causing worldwide concern about renewable energy scientific research. In this context, wind energy is a good option and its use has been growing over the years. Wind turbines have been made larger, aiming for improvement in power generation. In accordance with the advance in size of turbines, tower optimization becomes more important, as towers account for 20 30% of turbine cost. This work aims to minimize the total volume of a REpower MM92 tower. In this paper a structural optimization technique is developed, using Genetic Algorithm (GA) by integrating ANSYS and MATLAB. During the process, the finite element analysis of ANSYS is responsible for the static and modal analysis, while MATLAB is responsible for the search algorithm. The volume of the tower is optimized under constraints of stress, displacement and natural frequency. The results obtained show a 30% reduction of the tower volume. |
| Palavras-chave: | Mechanical Engineering Wind power Wind turbines Wind Turbine Optimization Genetic Algorithm MATLAB-ANSYS interface Engenharia mecânica Energia eólica Turbinas a vento Aerogerador Otimização Algoritmo genético Interface MATLAB-ANSYS |
| Área(s) do CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| Idioma: | por |
| País: | BR |
| Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
| Sigla da instituição: | UERJ |
| Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
| Citação: | MENDONÇA, Fernando Gonçalves. Otimização estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas utilizando a interface MATLAB-ANSYS. 2017. 116 f. Dissertação (Mestrado em Fenômenos de transporte; Mecânica dos sólidos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11746 |
| Data de defesa: | 18-Jul-2017 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Mecânica |
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