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Tese

Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade (2014)

  • Authors:
  • Autor USP: DIAS, JOSÉ AUGUSTO DE CARVALHO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SEM
  • Subjects: AEROELASTICIDADE DE AERONAVES; PIEZOELETRICIDADE; VIBRAÇÕES DE MÁQUINAS; INDUÇÃO MAGNÉTICA
  • Language: Português
  • Abstract: A exploração de fenômenos aeroelásticos dinâmicos visando à conversão de energia do escoamento em eletricidade tem recebido crescente atenção nos últimos anos. As aplicações se estendem desde estruturas aeroespaciais até a alimentação de sistemas eletrônicos sem fio e diferentes mecanismos de transdução têm sido utilizados. O uso de um aerofólio é uma abordagem conveniente e escalável para criar instabilidades e oscilações persistentes para coleta aeroelástica de energia. Este trabalho tem por objetivo avaliar configurações alternativas de aerofólio para a coleta de energia do escoamento. As análises abrangem as versões lineares e não lineares de geradores aeroelásticos de energia baseados em aerofólio com dois (2GDL) e com três graus de liberdade (3GDL) que utilizam transdução piezelétrica e eletromagnética separadamente e também simultaneamente. Em todos os casos o acoplamento eletroaeroelástico é adicionado ao grau de liberdade de flexão do aerofólio e um circuito elétrico externo utilizado para cada tipo de mecanismo de transdução. As equações adimensionais que governam o sistema eletroaeroelástico são apresentadas para cada caso e uma carga resistiva é considerada no domínio elétrico para a previsão da potência gerada. Inicialmente, as previsões do modelo piezoaeroelástico linear com 2GDL são verificadas a partir de resultados experimentais obtidos em ensaios em túnel de vento na condição de flutter. Posteriormente, no primeiro estudo de caso, o comportamento eletroaeroelástico da seção típica com 2GDL é investigado, na velocidade de flutter, variando-se parâmetros aeroelásticos e eletromecânicos. No segundo estudo de caso, uma não linearidade do tipo freeplay é adicionada ao grau de liberdade de rotação da seção típica de 2GDL. Neste caso, a seção típica é estudada na velocidade mais baixana qual o sistema apresenta oscilações em ciclo limite para diversas configurações de parâmetros aeroelásticos e eletromecânicos. As oscilações não lineares em ciclo limite podem ser obtidas abaixo da velocidade linear de flutter. Finalmente, o comportamento eletroaeroelástico de uma seção típica linear com 3GDL é estudado segundo a variação de diferentes parâmetros. Em todos os estudos de caso, a potência gerada e a amplitude dos GDLs mecânicos são investigadas. Com o estudo, é possível localizar regiões ótimas de parâmetros adimensionais as quais propiciam um aumento da potência elétrica de saída com velocidades de escoamento aceitáveis. Uma vez escalável, é possível redimensionalizar o modelo e manufatura-lo
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.03.2014
    • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      DIAS, José Augusto de Carvalho. Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade. 2014. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2014. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14112017-103520/. Acesso em: 12 jun. 2024.

    • APA

      Dias, J. A. de C. (2014). Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14112017-103520/

    • NLM

      Dias JA de C. Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade [Internet]. 2014 ;[citado 2024 jun. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14112017-103520/

    • Vancouver

      Dias JA de C. Modelagem e análise de geradores aeroelásticos híbridos piezelétrico-indutivos para conversão de energia do escoamento em eletricidade [Internet]. 2014 ;[citado 2024 jun. 12 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14112017-103520/

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