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.

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., 2023-01-03. (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., 2022-07-23. (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, JUL 2021. (19/05410-9, 17/02926-9)