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Análise numérica da potência disponível de um conversor de galgamento submetido ao estado de mar da região costeira de Tramandaí-RS
Get PDFO presente trabalho propõe um estudo numérico a respeito de geração de ondas e incidência de ondas irregulares em um conversor de energia das ondas do tipo galgamento. O princípio operacional do dispositivo de galgamento consiste em uma estrutura que utiliza uma rampa para direcionar as ondas incidentes para um reservatório. A água armazenada retorna ao oceano após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica. O objetivo do presente estudo é a utilização da modelagem computacional para avaliação do potencial energético contido nas ondas do mar no município de Tramandaí através de um dispositivo de galgamento. Para isso, são geradas ondas irregulares realísticas que representam o estado de mar mais frequente em Tramandaí entre os anos de 2018 e 2019, e a potência teórica obtida é avaliada quando um conversor de energia das ondas de galgamento é submetido a este estado de mar. Para a análise numérica do princípio físico de funcionamento do dispositivo foi considerado um modelo computacional bidimensional, onde o conversor está inserido em um canal de ondas. As soluções das equações de conservação e da equação para o transporte da fração volumétrica foram realizadas com o código comercial de Dinâmica dos Fluidos Computacional Fluent, baseado no Método de Volumes Finitos. O modelo multifásico Volume of Fluid foi utilizado para o tratamento da interação ar-água. Os resultados indicaram que o Fluent representou adequadamente a série de elevações da superfície livre oriunda do software Spec2Wave, que converte o estado de mar realístico em séries de elevações de superfície livre. Além disso, na avaliação da potência teórica do dispositivo de galgamento foram obtidos 471,6 W, que após avaliação de uma geração mensal deste dispositivo, representa 100% do consumo de uma escola da cidade de Tramandaí. Demonstrando assim, que a conversão da energia das ondas do mar em energia elétrica pode contribuir com a demanda energética municipal.The present work proposes a numerical study regarding the generation and incidence of irregular waves onto an overtopping device. The operational principle of an overtopping device consists in a structure that uses a ramp to guide the incoming waves to a reservoir. The stored water returns to the ocean after going through a turbine, which is coupled to an electricity generator. The goal of the present study is to employ computational modeling to evaluate the energetic potential of the waves available on the coast of Tramandaí through a overtopping device. To this end, an irregular realistic waves are generated, which represents the most frequent sea state in Tramandaí between the years of 2018 and 2019, and the theoretical power output is evaluated when an overtopping wave energy device is subject to this sea state. For the numerical analysis of the physical working principle of the device, a two-dimensional computational domain was considered, where the device is attached to a wave channel. The solutions to the conservation and volume fraction transport equations were obtained using the commercial Computational Fluid Dynamics software Fluent, based on the Finite Volume Method. The multiphase model Volume of Fluid was used to model the water-air interface interaction. The results indicate that Fluent adequately represented the input time series of free surface elevation from Spec2Wave software, which converts the realistic sea state into series of free surface elevations. Beyond that, in the overtopping device's theoretical power evaluation, 471,6 W were obtained, that after assessment of a monthly generation of this device represents 100% of the consumption of a school in Tramandaí city. Thus showing that the sea wave energy conversion into electrical energy can contribute to the city's energy demand
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Simulação numérica de um conversor de energia das ondas do mar em energia elétrica do tipo galgamento considerando dados realísticos de estado de mar encontrados na costa do município de Rio Grande
Get PDFDentre as diversas fontes de energia renovável que podem ser exploradas, têm-se a energia contida nas ondas do mar, que pode ser extraída por meio de dispositivos conversores, como o do tipo Galgamento. Seu princípio operacional consiste em uma rampa que direciona as ondas incidentes para um reservatório e, após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica, a água armazenada retorna ao oceano. Visando contribuir com os estudos numéricos que investigam a conversão de energia das ondas do mar, a presente dissertação se divide em dois estudos principais. O primeiro estudo, diz respeito à geração de ondas irregulares realísticas através da metodologia WaveMIMO, onde se investigou a discretização da região de imposição da condição de contorno de velocidade prescrita, a sensibilidade de malha na região da superfície livre, o passo de tempo empregado e, por m, a localização do vetor de velocidades em cada segmento da região de imposição da condição de contorno de velocidade prescrita. O segundo estudo principal tratou da otimização geométrica de um dispositivo de Galgamento, onde se investigou a in uência da razão entre a altura e comprimento da rampa do dispositivo sobre a quantidade de massa de água armazenada no reservatório do conversor. Assim, por meio do Design Construtal aliado à Busca Exaustiva, foi possível encontrar a geometria ótima do conversor de energia das ondas, ou seja, aquela que maximiza a quantidade de massa de água armazenada.Among the various renewable energy sources that can be exploited, there is the energy contained in sea waves, which can be extracted by means of converter devices, such as the Overtopping type. Its operational principle consists of a ramp that directs the incident waves to a reservoir and, after passing through a turbine that is coupled to an electric power generator, the stored water returns to the ocean. Aiming to contribute to the numerical studies that investigate the sea wave energy conversion, this dissertation is divided into two main studies. The rst study concerns the generation of realistic irregular waves through the WaveMIMO methodology, where it were investigated the discretization of the prescribed velocity boundary condition imposition region, the mesh sensibility in the free surface region, the time step employed and, nally, the location of the velocity vector in each segment of the region where the prescribed velocity boundary condition is imposed. The second main study regards the geometric optimization of an Overtopping device, where the in uence of the ratio between the height and length of the device ramp on the amount of water mass stored in the converter reservoir was investigated. Thus, through Constructal Design combined with Exhaustive Search, it was possible to nd the optimal geometry of the wave energy converter, that is, the one that maximizes the amount of stored water mass
Análise geométrica de um dispositivo conversor de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante considerando um estado de mar encontrado em Tramandaí - RS
Get PDFDada a crescente demanda energética global, se faz necessário o estudo acerca de fontes renováveis de energia, dentre elas, destaca-se a energia contida nas ondas do mar, cuja extração é realizada através de dispositivos conversores. A presente dissertação tem como objetivo otimizar a geometria da câmara hidropneumática de um dispositivo conversor da energia contida nas ondas do mar em energia elétrica do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO), quando submetido às ondas regulares representativas e quando submetido às ondas irregulares realísticas do estado de mar que ocorreu em Tramandaí, município do estado do Rio Grande do Sul (RS). O CAO é de nido como uma estrutura, parcialmente submersa, aberta ao mar abaixo da superfície livre da água e conectado a um duto aberto para a atmosfera. O software de dinâmica dos uidos computacional, FLUENT, foi utilizado para a simulação numérica do CAO acoplado à um canal de ondas bidimensional. A metodologia WaveMIMO foi utilizada para a geração das ondas irregulares realísticas. O Design Construtal, associado à Busca Exaustiva, foi empregado na otimização geométrica da câmara hidropneumática do CAO. O grau de liberdade H1/L (razão entre a altura e o comprimento da câmara hidropneumática do CAO) foi variado com o objetivo de maximizar a potência hidropneumática disponível. Os resultados mostraram que a geometria que otimiza o CAO, ou seja, aquela que maximiza a potência hidropneumática disponível quando o dispositivo é submetido às ondas regulares representativas é (H1/L)o = 0,4297, onde se obteve 53,15 W. Enquanto, quando o dispositivo é submetido às ondas irregulares realísticas, a geometria ótima é (H1/L)o = 0,1985 e obteve-se uma potência de 25,44 W. Deste modo, observou-se que as ondas regulares representativas superestimam a potência obtida pelo CAO.Given the growing global energy demand, it is necessary to study renewable energy sources, among which the energy contained in sea waves stands out, which is extracted through converter devices. The present dissertation aims to optimize the geometry of the hydropneumatic chamber of a device that converts the energy contained in sea waves into electrical energy of the Oscillating Water Column (OWC) type, when subjected to representative regular waves and when subjected to realistic irregular waves of the sea state that occurred in Tramandaí, a municipality in the state of Rio Grande do Sul (RS). The OWC is de ned as a structure, partially submerged, open to the sea below the free surface of the water and connected to a duct open to the atmosphere. The computational uid dynamics software, FLUENT, was used for numerical simulation of the OWC coupled to a two-dimensional wave channel. The WaveMIMO methodology was used to generate realistic irregular waves. Constructal Design, associated with Exhaustive Search, was used in the geometric optimization of the OWC hydropneumatic chamber. The degree of freedom H1/L (ratio between the height and length of the OWC hydropneumatic chamber) was varied aiming to maximize the available hydropneumatic power. The results showed that the geometry that optimizes the OWC, i.e., the one that maximizes the hydropneumatic power available when the device is subjected to representative regular waves, is (H1/L)o = 0.4297, where 53.15 W was obtained. While, when the device is subjected to realistic irregular waves, the optimal geometry is (H1/L)o = 0.1985 and a power of 25.44 W was obtained. Thus, it was observed that the representative regular waves overestimate the power obtained by the OWC
Numerical methodology for the hydrodynamic simulation of sea states using spectral wave data and case study of an OWC on the coast of Rio Grande–RS
No full textDissertação (Mestrado)A demanda por energia cresce com os avanços tecnológicos, com a expansão indus- trial e com a urbanização mundial. Para suprir essa demanda de forma sustentável, existem diversas tentativas de aproveitar as fontes renováveis de energia, dentre elas, a energia das ondas. Em relação ao estudo da disponibilidade de energia das ondas nos dispositivos de conversão de energia, há duas grandes áreas de pesquisa: o estudo dos dispositivos e seu do comportamento fuidodinâmico, e a simulação do estado de mar para determinação do potencial teórico disponível para con- versão. O objetivo deste trabalho foi uma aproximação dessas duas abordagens, desenvolvendo uma metodologia que permite a simulação fuidodinâmica de ondas irregulares realísticas obtidas do espectro do estado de mar, e então a aplicação dessa metodologia no estudo de caso de um dispositivo de coluna d’água osci- lante na costa de Rio Grande–RS. Para alcançar esse objetivo, uma metodologa foi desenvolvida, capaz de transformar o espectro do estado de mar em uma série temporal de elevação da superfície do mar estatisticamente equivalente. Também foi desenvolvido um método para estimar o campo de velocidade da coluna d’água abaixo das ondas irregulares a partir da série temporal de elevação da superfície. Foi então realizada uma caracterização do clima de ondas da cidade de Rio Grande, no ano de 2014, utilizando um histograma para classifcar o estado de mar de acordo com sua altura signifcativa e período médio, gerando uma matriz do clima de ondas. O espectro do estado de mar foi obtido para cada combinação de altura e período, e foi simulado utilizando a Dinâmica de Fluidos Computacional para a representação do comportamento fuidodinâmico do dispositivo. Os resultados do estudo de caso apontam que, para o dispositivo baseado no da Ilha do Pico, em Portugal, a potência hidropneumática é função principalmente da altura das ondas, podendo chegar a 160 kW em condições extremas com altura signifcativa de 2,4 m. Os resultados também mostraram que, no ano de 2014 na costa de Rio Grande, a energia total disponível para conversão foi de 28,51 MW h, ou uma potência média de 34,55 kW. Além dos resultados específcos para o estudo de caso, a metodologia de classifcação do estado de mar baseado em um histograma se mostrou uma alternativa computacionalmente efciente para a simulação do clima de ondas de um local em um longo período de tempo, reduzindo o tempo de simulação necessário a aproximadamente 0,5 % do total.Te demand for energy grows along with the technological advances, with the industrial expansion and with the global urbanisation. To supply this demand in a sustainable way, there are several attempts to harvest energy from renewable sources, among them, wave energy. Regarding the study of wave energy availability in the energy conversion devices, there are two major research felds: the study of the devices and their fuid-dynamic behaviour, and the sea state simulation to determine the theoretical energy potential available for conversion. Te goal of this work was an approximation of these two approaches, developing a methodol- ogy that allows the fuid-dynamic simulation of irregular realistic waves obtained from the sea state spectrum, then the application of this methodology in the case study of an oscillating water column device in the coast of Rio Grande–RS. To reach this goal, a methodology was developed, which is able to transform the sea state spectrum into a statistically equivalent time series of sea surface elevation. A method was also developed to estimate the velocity feld in the water column below the irregular waves from the time series of surface elevation. A characteri- sation of the wave climate in the city of Rio Grande was then made, for the year of 2014, using a histogram to classify the sea states according to their signifcant wave height and mean wave period, thus producing a matrix for the wave climate. Te sea state spectrum was obtained for each pair of wave height and period, and then simulated using the Computational Fluid Dynamics to represent the device’s fuid-dynamic behaviour. Te results of the case study show that, for the device simulated, based on the at the Pico Island, in Portugal, the hydropneumatic power is a function mainly of the wave height, reaching up to 160 kW in extreme condi- tions with wave heights of 2,4 m. Te results also showed that, in 2014 in the coast of Rio Grande, the total energy available for conversion was 28,51 MW h, or an average power of 34,55 kW. In addition to the results specifc to the case study, the methodology for the classifcation of the sea state based on a histogram proved to be a computationally efcient alternative for the simulation of wave climates in a given location for a long period of time, reducing the simulation time needed to approximately 0,5 % of the total amount
Comparação numérica de um conversor do tipo galgamento sob a incidência de ondas regulares ou irregulares baseadas em estados de mar realísticos da costa do Rio Grande do Sul
Get PDFDissertação (Mestrado)O presente estudo numérico objetiva avaliar a diferença no comportamento fluidodinâmico de um dispositivo de galgamento sob a incidência de ondas irregulares de um estado de mar realístico quando comparado à incidência de ondas regulares representativas deste estado de mar, considerando dados de mar de 3 pontos da costa do Rio Grande do Sul. Para a modelagem computacional o software Fluent® , baseado no Método dos Volumes Finitos (MVF) foi utilizado. A geração numérica das ondas irregulares e regulares, deu-se através da imposição da condição de contorno de velocidade de entrada do canal por meio de dados transientes discretos das velocidades orbitais de propagação das ondas nos sentidos horizontal e vertical. Para o tratamento adequado da interação água-ar foi empregado o modelo multifásico Volume of Fluid. No final do canal é imposta uma região de dissipação da energia das ondas (praia numérica), que permite a obtenção de resultados para 15 min de simulação. Os resultados para a quantidade de água que galgou a rampa e foi acumulada no reservatório mostraram que o comportamento fluidodinâmico do dispositivo de galgamento tem alterações significativas quando comparadas as duas abordagens propostas. Para os 3 pontos da costa analisados, o dispositivo de galgamento acumulou maior quantidade de água no reservatório e também apresentou comportamento mais estável quando sob a incidência das ondas regulares representativas do estado de mar do que quando sob a incidência das ondas irregulares do estado mar. Diferenças de até 350% foram encontradas para a massa de água acumulada no reservatório do conversor do tipo galgamento, demonstrando assim evidências de que os resultados podem estar sendo superestimados quando o dispositivo é simulado sob a incidência de ondas regulares representativas.The present numerical study aims to evaluate the difference in the fluid dynamics behavior of a overtopping device under the incidence of irregular waves in a realistic sea state when compared to the incidence of regular waves representative of this sea state, considering sea data from 3 points on the coast from Rio Grande do Sul, Brazil. For the computational modeling the Fluent® software, based on Finite Volume Method (MFV), was employed. The numerical generation of irregular and regular waves occurred through the imposition of the velocity boundary condition using transient discrete values. The volume of fluid (VOF) multiphase model was applied in the treatment of the water-air interaction. At the end of the numerical wave tank, a region of wave energy dissipation, called numerical beach, was imposed allowing results for 15 min of simulation. The results for the amount of water that climbed and was accumulated in the reservoir showed that the fluid dynamic bahavior of the overtopping device has significant changes when comparing the two proposed approaches. For the 3 coast points analyzed, the overtopping device accumulated more water in the reservoir and also showed a more stable bahavior when under the incidence of regular waves then when under the incidence of irregular waves. Differences of up to 350% were found for the water mass accumulated in the reservoir of the overtopping device, showing evidences that the results may be overestimated when the device is simulated under the incidence of representatives regular waves
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
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