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Coleta de energia em um cilindro com um grau de liberdade submetido a vibrações aeroelásticas

Processo: 19/26929-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Rui Marcos Grombone de Vasconcellos
Beneficiário:Sérvio Túlio Suenai Haramura Bastos
Instituição-sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Assunto(s):Aeroelasticidade   Vibrações   Energia (mecânica aplicada)   Sensores eletromecânicos   Dinâmica dos fluidos computacional   Aprendizado computacional   Métodos empíricos

Resumo

A conversão de energia mecânica-elétrica tem ganhado um destaque em diversos estudos nos últimos anos. Destacam-se em particular a coleta de energia (do inglês: energy harvesting) de vibrações aeroelásticas, provocadas pelo movimento de um fluido ao redor de estruturas, em especial de formato cilíndrico. Essas últimas são comuns e amplamente aplicadas em diversos ramos da engenharia, como por exemplo, trem de pouso em aeronaves, pilares de pontes, chaminés, linhas de transmissão e na extração de petróleo em alto mar. O entendimento dos fenômenos aeroelásticos que levam ao surgimento dessas vibrações têm sido alvo de grande interesse da comunidade científica nos últimos anos, por representarem um risco potencial à integridade estrutural. Modelos matemáticos baseados em dinâmica dos fluidos computacional continuam sendo desafiadores, mesmo com o desenvolvimento computacional das últimas décadas. Desse modo, modelos empíricos e de ordem reduzida tornam-se, portanto importantes, tanto para o entendimento quanto para o desenvolvimento de técnicas de controle dessas vibrações. Neste projeto de pesquisa, propõe-se a implementação de um modelo empírico eletromecânico de um cilindro com um grau de liberdade e com transdutores piezoelétricos acoplados à estrutura, submetido a vibrações aeroelásticas incluindo possíveis efeitos não lineares estruturais. Um estudo paramétrico deve visar ao menos dois aspectos fundamentais da coleta de energia: o efeito de supressão ou controle das vibrações e o efeito da otimização do sistema para geração de energia via um transdutor piezoelétrico. Os resultados do presente projeto de pesquisa poderão ser úteis no desenvolvimento de modelos mais precisos acerca da coleta de energia e controle de tais vibrações. (AU)

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