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

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)