Análise do comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica para geração piezelétrica de energia (2012)
- Authors:
- Autor USP: SOUSA, VAGNER CANDIDO DE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: VIBRAÇÕES DE AERONAVES; AEROELASTICIDADE DE AERONAVES; ATUADORES PIEZELÉTRICOS; GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
- Language: Português
- Abstract: A conversão de vibrações aeroelásticas em eletricidade para a geração de pequenas quantidades de potência tem recebido cada vez mais atenção nos últimos anos. Além de aplicações em potencial para estruturas aeroespaciais, o objetivo é desenvolver configurações alternativas para a coleta de energia do escoamento e usá-las em sistemas eletrônicos sem fio. O uso de uma seção típica é uma abordagem conveniente para criar instabilidades e oscilações persistentes na coleta aeroelástica de energia. Este trabalho analisa as versões linear e não linear de dois geradores aeroelásticos de energia baseados em aerofólio que utilizam transdução piezelétrica: (1) com dois graus de liberdade (GDL) e (2) com três GDL. As equações governantes eletroaeroelásticas adimensionais são dadas em cada caso com uma carga resistiva no domínio elétrico para a previsão do comportamento do sistema. Primeiro, a interação entre a geração piezelétrica de potência e os comportamentos aeroelásticos linear e não linear de uma seção típica com 2-GDL é investigada para um conjunto de cargas resistivas. As previsões do modelo são comparadas com dados experimentais obtidos em ensaios em túnel de vento na condição de flutter. No segundo estudo de caso, uma não linearidade bilinear é adicionada ao GDL de rotação da seção típica. Mostra-se que oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas abaixo da velocidade linear de flutter. As simulações do modelo previram com sucesso os resultados experimentais. Finalmente, a combinação das não linearidades rigidez cúbica (do tipo que se torna mais rígida proporcionalmente ao cubo do deslocamento) e bilinear é considerada no GDL de rotação da seção típica. A resposta piezoaeroelástica não linearé investigada para diferentes valores da razão entre a rigidez não linear e a rigidez linear. A não linearidade bilinear reduz a velocidade em que oscilações persistentes aparecem enquanto que a rigidez cúbica contribui para com a obtenção de oscilações persistentes de amplitude aceitável em uma faixa mais ampla de velocidades do escoamento. Em seguida, os comportamentos piezoaeroelásticos linear e não linear de uma seção típica com 3 GDL são investigados. A não linearidade bilinear é adicionada ao GDL de rotação da superfície de controle. Mostra-se que oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas em uma faixa de velocidades do escoamento. No último caso, a não linearidade cúbica é modelada no GDL de rotação da seção típica (além da não linearidade bilinear na superfície de controle) e oscilações de amplitude limitada são obtidas em uma faixa de velocidades do escoamento. Não linearidades concentradas podem ser introduzidas em geradores aeroelásticos de energia (que utilizam transdução piezelétrica ou outro mecanismo transdutor) para melhoria do desempenho do sistema
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2012
- Data da defesa: 13.02.2012
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ABNT
SOUSA, Vagner Candido de. Análise do comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica para geração piezelétrica de energia. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-20042012-100442/. Acesso em: 24 maio 2024. -
APA
Sousa, V. C. de. (2012). Análise do comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica para geração piezelétrica de energia (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-20042012-100442/ -
NLM
Sousa VC de. Análise do comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica para geração piezelétrica de energia [Internet]. 2012 ;[citado 2024 maio 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-20042012-100442/ -
Vancouver
Sousa VC de. Análise do comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica para geração piezelétrica de energia [Internet]. 2012 ;[citado 2024 maio 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-20042012-100442/ - Effects of superelastic shape memory springs on the aeroelastic behavior of a typical airfoil section: passive vibration attenuation and energy harvesting applications
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