Coleta de energia a partir de oscilações induzidas por escoamento

• Processo: 11/05417-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
• Pesquisador responsável: Carlos de Marqui Junior
• Beneficiário: Wander Gustavo Rocha Vieira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Piezoeletricidade Fontes alternativas de energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeroelasticidade | Flutter | piezeletricidade | Aeroelasticidade

Resumo

A conversão de energia de vibração em energia elétrica tem sido investigada por diversos grupos de pesquisa na última década. A principal motivação encontra-se na possibilidade de se obter fontes alternativas de energia elétrica para sistemas eletro-eletrônicos remotamente operados e com fontes limitadas de energia. Diferentes mecanismos de transdução são investigados na literatura para a coleta de energia, entretanto, o piezelétrico tem se destacado devido a densidade de energia que proporciona e também facilidade de uso. Apesar dos fenômenos aeroelásticos serem evitados na maioria dos casos, a conversão de oscilações aeroelásticas em eletricidade é uma alternativa promissora para coleta de energia do escoamento. Um sistema aeroelástico apresentando oscilações persistentes na velocidade de flutter é o cenário ideal para o caso linear. Entretanto, oscilações persistentes em uma velocidade específica restringem o envelope de operações de tal gerador. Por outro lado, a geração piezoaeroelástica de energia pode se tornar mais atrativa e prática se realizada a partir sistemas aeroelásticos não-lineares. Oscilações em ciclo limite (LCO) de amplitudes aceitáveis ocorrendo em uma ampla faixa de velocidades de escoamento podem ser uma fonte importante de potência elétrica. Define-se o objetivo deste projeto como a investigação do efeito da conversão piezelétrica de energia sobre oscilações aeroelásticas não-lineares, com o intuito de se obter um gerador que converta energia em uma ampla faixa de velocidades. Espera-se que a interação entre a geração de energia e aeroelasticidade não-linear, condição ainda pouco investigada na literatura, possa trazer benefícios tanto para a coleta de energia como para controle de vibrações. Um modelo por elementos finitos eletromecanicamente acoplado será apresentado, respeitando-se as hipóteses de uma placa de von Kármán. O carregamento aerodinâmico não estacionário será determinado a partir da aproximação de Roger. O método do balanceamento harmônico será utilizado na solução do problema. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

VIEIRA, Wander Gustavo Rocha. Estudo da coleta de energia a partir de oscilações não lineares induzidas por escoamento em uma asa finita. 2013. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.