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Type: Dissertação
Title: Dinamica dos fluidos computacional para posicionamento de sensor e estimação paramétrica em embarcação
Author: Regina, Bruno de Almeida
First Advisor: Honório, Leonardo de Mello
Co-Advisor: Soares Júnior, Delfim
Referee Member: Marcato, André Luís Marques
Referee Member: Pinto, Milena Faria
Resumo: Os sensores do tipo Perfilador Hidroacústico de Correntes (ADCP) medem velocidade e vazão de ´agua e são essenciais para avaliar a Curva-Vazão (FC) dos rios. A FC ´e utilizada para calibrar modelos hidrológicos responsáveis pelo planejamento do despacho elétrico de usinas de diversos países. Portanto, os erros nessas medidas se propagam para a avaliação final do custo de energia. Esse trabalho propõe a utilização de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para o projeto de uma Embarcação Autônoma de Superfície (ASV) de pequeno porte otimizada para operar com um sensor ADCP. Com base nas simulações ´e possível estimar parâmetros de seu modelo físico, importante etapa para a implementação de controle automático no veículo, assim como determinar a posição ideal para o sensor, de forma que sofra mínimos distúrbios do escoamento. O método se mostra uma ferramenta valiosa, permitindo gerar informações relevantes para o projeto antes ainda da fabricação de protótipos. Validou-se as análises com o auxílio de testes práticos no modelo final do ASV, chamado AERO4RIVER.
Abstract: Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) sensors measure water inflows and are essential to evaluate the Flow Curve (FC) of rivers. The FC is used to calibrate hydrological models responsible for planning the electrical dispatch of power plants in several countries. Therefore, errors in those measures propagate to the final energy cost evaluation. This work proposes the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) for the design of a small Autonomous Surface Vessel (ASV), optimized to operate with an ADCP sensor. Based on the simulations, it is possible to estimate parameters of its physical model, an important step for the implementation of automatic control in the vehicle, as well as to determine the ideal position of the sensor, so that it suffers minimal flow disturbances. The method proves to be a valuable tool, allowing the generation of relevant information for the project even before prototypes are manufactured. The analyzes were validated with the aid of practical tests in the final ASV model, called AERO4RIVER.
Keywords: ASV
Dinâmica dos fluidos computacional
Estimação paramétrica
Posicionamento ótimo de sensor
Computational fluid dynamics
Parameter estimation
Optimal sensor placement
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00303
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13650
Issue Date: 15-Sep-2021
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