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Design & Tecnologia – 02 – 2010

UFRGS

Modelagem e Simulação Virtual de Pá para Aerogerador de
Pequeno Porte
J. C. Pires a,b, B. F. Oliveirab a b

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Programa de Pós-Graduação em Design, Universidade Federal do Rio Grande do
Sul, Porto Alegre, Brasil

Resumo
Este trabalho apresenta um estudo para aerogerador de pequeno porte projetado para uso residencial. A ênfase está na modelagem e simulação virtual da estrutura das pás em compósito de fibra de vidro. A modelagem foi feita com software para desenho assistido por computador (CAD 3D). Para o projeto, foi escolhido o perfil MH110 que apresenta boa relação entre coeficiente de sustentação e coeficiente de arrasto e facilidade de fabricação. Os parâmetros como o diâmetro do rotor, a corda e a torção da pá, as relações entre velocidades e a aplicação de cargas na estrutura do material utilizado foram definidos segundo bibliografia específica, software para análise de perfil aerodinâmico e simulações pelo método dos elementos finitos. Procurou-se buscar sempre a maior eficiência, segurança e economia. O material foi projetado para resistir às tensões decorrentes de operação em condições consideradas normais e para rajadas de vento. A simulação pelo método dos elementos finitos foi conduzida com ferramenta computacional e levou em conta os limites de falha do material utilizado.
A geometria foi simulada sem reforço interno e apresentou baixo deslocamento quando submetida às cargas aerodinâmicas de empuxo e rotacional. Ao realizar simulação com critério de falha, foi possível determinar a espessura mais adequada para o material compósito e verificar seu comportamento de acordo com diferentes velocidades de vento.
Palavras-chave: Energia eólica, simulação computacional, elementos finitos.

Modeling and virtual simulation of blade for small wind rotor
Abstract
This work presents a study for small wind generator designed for residential usage. The emphasis is