Aplicações da dinâmica não linear em engenharia

Resumo

Na engenharia e em outras áreas do conhecimento, muitos fenômenos são modelados por meio de equações não lineares de forma que a linearização dos modelos matemáticos pode levar à perda de sentido físico das soluções. Embora presente em diversos problemas, muitos dos estudos da dinâmica não linear são conduzidos no âmbito de osciladores arquétipos (por exemplo, osciladores de Duffing ou semelhantes), sem aplicação a um problema prático. Nesse sentido, o presente Projeto Temático tem como principal objetivo a aplicação de conceitos da dinâmica não linear em problemas selecionados das engenharias de estruturas e de controle e em modelos epidemiológicos. Para tanto, empregar-se-á um conjunto de ferramentas analítico-numéricas que aplicam diversas técnicas de dinâmica não linear em problemas selecionados envolvendo controle passivo de vibrações, coleta de energia a partir de vibrações, localização de modos de vibrar, interação fluido-estrutura, redes de malha com sincronismo de fase e modelos epidemiológicos envolvendo agrupamento de nós. Note que o desenvolvimento de ferramentas numéricas comuns com posterior uso nos diversos problemas traz unidade ao Projeto Temático. Além de estudos numéricos e teóricos, serão realizados experimentos com modelos em escala reduzida utilizando uma plataforma robótica inovadora a ser desenvolvida no âmbito do Projeto Temático. A abordagem analítica-numérica-experimental proposta possibilitará o projeto e análise de dispositivos de controle passivo e de geração de energia para alimentar sistemas de baixa potência, de sistemas de malha com sincronismo de fase, além do aprofundamento da análise experimental acerca de um particular fenômeno de interação fluido-estrutura e de novas abordagens para obtenção e estudo de modelos epidemiológicos. A aplicação de conceitos de dinâmica não linear a problemas de projeto e análise de sistemas de engenharia traz originalidade científica à proposta, com potenciais ganhos tecnológicos associados aos dispositivos que serão objeto de investigação, alguns deles passíveis de pedidos de patentes. É importante ressaltar que esta proposta de Projeto Temático dá continuidade aos esforços do grupo organizador da Escola São Paulo de Ciências Avançadas em Dinâmica Não Linear, evento realizado em 2019. A equipe de pesquisadores inclui docentes da Escola Politécnica da USP, do Instituto Mauá de Tecnologia e de Universidades de outros Estados do Brasil e do exterior. Os pesquisadores de fora do Estado de São Paulo e do exterior trarão, além de suas competências, visibilidade ao Projeto Temático e auxiliarão na atração de pesquisadores interessados em desenvolver pesquisa nos níveis de doutorado e pós-doutorado no Estado de São Paulo. (AU)