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Caracterização dinâmica de sistemas aeroelásticos na presença de múltiplas não-linearidades combinadas: Estudo numérico e validação experimental

Processo: 19/05410-9
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
Data de Término da vigência: 26 de setembro de 2023
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Dinâmica de Vôo
Pesquisador responsável:Flávio Donizeti Marques
Beneficiário:José Augusto Ignácio da Silva
Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):21/14813-0 - Análise e desenvolvimento de um procedimento de projeto sistemático para sistemas de captação de energia baseados na montagem de absorvedores não-lineares com acoplamento piezoelétrico para instabilidades aeroelásticas via método das múltiplas escalas, BE.EP.PD
Assunto(s):Modelos matemáticos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aeroelasticidade não-linear | Combinação de não-linearidades estruturais | Diagramas de Bifurcação | Método das múltiplas escalas | Modelo Matemático | validação experimental | Aeroelasticidade não-linear

Resumo

Sistemas aeroelásticos podem exibir um comportamento não-linear, em função da grande demanda de fontes de não-linearidades existentes nestes. O comportamento destes sistemas na presença de não-linearidades étotalmente diferente daquele previsto por técnicas lineares comumente utilizadas na definição do envelope de voo da aeronave, assim o sistema pode apresentar regiões instáveis de operação mesmo estando dentro do envelope de voo estipulado por técnicas lineares, em função destas não serem capazes de prever o comportamento dinâmico do sistema na presença de não-linearidades. As fontes de não-linearidades estruturais são sem dúvida predominantes nestes sistemas e assim é feito um grande esforço da comunidade científica emestudar o comportamento dinâmico e trabalhar na formulação de modelos matemáticos capazes de predizer o comportamento não-linear deste. Neste contexto, esta proposta é focada no estudo e caracterização dinâmica de sistemas aeroelásticos na presença de não-linearidades estruturais combinadas tanto em efeito e também a cerca de sua atuação nos graus de liberdade do sistema aeroelástico, visto que na prática tal configuração é verificada. O modelo da seção típica de um aerofólio de 3 DOF é utilizado juntamente com um modelo paraaerodinâmica não-estacionária subsônica linear para movimentos arbitrários. As não-linearidades estruturais de folga e atrito na superfície de controle, rigidez cúbica (hardening) associada ao movimento de arfagem e folga hardening na superfície de controle são estudadas. A metodologia utilizada na caracterização dinâmica do sistema é baseada na análise dos Diagramas de Bifurcação à serem construídos pelos resultados obtidos por integração numérica das equações do movimento e baseado na aproximação analítica obtida pelo Método das Múltiplas Escalas (MMS). Testes experimentais serão conduzidos para validação dos resultados obtidos com os modelos matemáticos desenvolvidos.

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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)
DA SILVA, JOSE AUGUSTO I.; SANCHES, LEONARDO; MARQUES, FLAVIO D.. Dynamic characterization of an aeroelastic typical section under nonlinear energy sink passive control by using multiple scales and harmonic balance methods. ACTA MECHANICA, v. N/A, p. 28-pg., . (19/05410-9, 21/14813-0)
ARAUJO, GABRIEL P.; DA SILVA, JOSE AUGUSTO I.; MARQUES, FLAVIO D.. Energy harvesting from a rotational nonlinear energy sink in vortex-induced vibrations. JOURNAL OF FLUIDS AND STRUCTURES, v. 113, p. 18-pg., . (20/15610-2, 19/05410-9)
DA SILVA, JOSE AUGUSTO I.; MARQUES, FLAVIO D.. Multi-degree of freedom nonlinear energy sinks for passive control of vortex-induced vibrations in a sprung cylinder. ACTA MECHANICA, v. 232, n. 10, . (19/05410-9, 17/02926-9)