OWC-Harbour

PROJETO

Pretende-se usar os códigos numéricos já desenvolvidos no CENTEC para a interação de ondas com dispositivos CAO e melhorá-los para que possam avaliar-se o comportamento dos dispositivos em ondas regulares ou irregulares bem como o efeito dos modos ressonantes das câmaras no aproveitamento da energia das ondas. Utilizar-se-ão modelos lineares e não lineares onde se simula o comportamento de turbinas de impulso, bem como o pacote de CFD OpenFOAM.
Os modelos numéricos são utilizados para otimizar a geometria de um CAO de câmara dupla a colocar num ponto da costa portuguesa. Uma verificação da qualidade dos resultados destes modelos numéricos no que se refere ao desempenho da CAO será realizado com as medições obtidas em modelos físicos reduzidos. Serão testados, nos canais do LNEC, dois modelos da CAO com escalas diferentes, para verificar a influência da compressibilidade do ar nas medições realizadas. Em ensaios em tanque, avaliar-se-á, também, a influência do ângulo de incidência das ondas no desempenho do dispositivo. A exequibilidade da inclusão de um conjunto destas CAO em estruturas de proteção portuária é também investigada no projeto.

Para além da solução óbvia de Mutriku, norte de Espanha, que é adequada para estruturas existentes, analisar-se-á a inclusão destes dispositivos em estruturas novas, especialmente em quebra-mares verticais. Outra componente inovadora do projeto é a utilização de CAO de câmara dupla. A relevância do projeto resulta da promoção do aproveitamento de energia renovável, da utilização destes dispositivos para criar abrigo para operações portuárias e por estar orientado para a instalação num local da costa portuguesa.

O novo dispositivo OWC desenvolvido será desenhado para ser conectado a um quebra-mar existente, localizado possivelmente nas ilhas dos Açores, na Madeira ou no porto de Sines. Portanto, o projeto está sendo executado de acordo com as 5 tarefas a seguir:

Tarefa 1 - Análise da agitação marítima: as condições ambientais dominantes são determinadas para as zonas selecionadas, para fornecer uma base apropriada para o desenho básico da geometria do dispositivo, e os dados de ondas extremas serão também analisados para ser aplicado posteriormente no desenho estrutural dos principais elementos do dispositivo;

Tarefa 2 - Desenho preliminar e otimização da configuração geométrica com base na modelagem numérica linear: o modelo hidrodinâmico é desenvolvido para analisar o dispositivo OWC de câmara dupla baseando-se no “boundary element method”

Tarefa 3 - Prova do desenho conceitual implementando técnicas numéricas avançadas: o modelo numérico é ajustado para analisar o desempenho do dispositivo, e o dispositivo é modelado e analisado no “OpenFoam” para considerar os efeitos da viscosidade que podem influenciar significativamente a resposta do dispositivo, especialmente nos modos de ressonância;

Tarefa 4 - Validação experimental: O modelo previamente desenhado é construído e os testes experimentais são realizados no pavilhão de hidráulica marítima do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Os resultados obtidos na investigação experimental são comparados com os resultados obtidos nos modelos numéricos;

Tarefa 5 - Projeto e Análise Estrutural: as seções transversais apropriadas dos principais elementos estruturais são projetadas e a resistência do conjunto é avaliada através da análise do desenho da estrutura a través dum software comercial de Elementos Finitos.