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Projeto e análise de metaestruturas não lineares para atenuação de vibração e colheita de energia

Processo: 21/09473-5
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de outubro de 2021
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Carlos de Marqui Junior
Beneficiário:Camila Sanches Schimidt
Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/15894-0 - Projeto e otimização de estruturas periódicas para aprimoramento de desempenho vibroacústico, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):23/09065-0 - Metamaterias piezelétricos tipo placa para desempenho vibroacústico aprimorado, BE.EP.DD
Assunto(s):Aeroelasticidade   Metamateriais   Piezoeletricidade   Vibrações   Colheita de energia
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aeroelasticidade | Metamateriais lineares | Metamateriais não lineares | piezeletricidade | Dinâmica dos corpos elásticos

Resumo

Vigas eletromecanicamente acopladas sob escoamento axial de um fluído têm sido investigadas em casos de colheita de energia e também para a estudo de robôs aquáticos bio-inspirados. No primeiro caso, o desempenho do sistema se mostra, sob algumas condições de escoamento, comparável ao de turbinas eólicas de eixo horizontal. No segundo caso, a atuação piezelétrica em vigas submersas em água propicia a obtenção de empuxo e, consequentemente, locomoção com baixa potência de atuação e baixo ruído. Este projeto visa aproveitar experiências prévias do grupo de pesquisa em vigas não lineares sob escoamento axial e tratar o problema sob a ótica de metamateriais. Um modelo piezofluidoelástico para a análise de metaestruturas eletromecanicamente acopladas, em especial vigas não-lineares eletromecanicamente acopladas sob escoamento axial, será apresentado. Ele será baseado na modelagem não linear de vigas com camadas piezelétricas, combinada com modelo aerodinâmico não estacionário. Na ausência da aerodinâmica, as equações proporcionarão o estudo de um metamaterial piezelétrico não linear, seja com propriedades dinâmicas idênticas de suas células unitárias ou seja com propriedades gradadas. Posteriormente, o estudo será realizado na presença do escoamento axial. Em ambos casos, o objetivo é investigar metamateriais piezelétricos não lineares (com propriedades dinâmicas idênticas ou gradadas) quanto a atenuação de vibrações elásticas e aeroelásticas e também quanto a colheita de energia. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SCHIMIDT, CAMILA SANCHES; DE SOUSA, VAGNER CANDIDO; DE MARQUI JUNIOR, CARLOS. Piezoelectric energy harvesting in graded elastic metastructures using continuous and segmented electrodes. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 45, n. 6, p. 12-pg., . (21/09473-5, 18/15894-0)

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