Controle das vibrações não lineares do sistema acoplado torre eólica-pás - Martins, Yuri Luiz Dias (2021)
Estruturas esbeltas, como torres eólicas, são muito flexíveis e podem sofrer grandes deslocamentos quando submetidas a forças externas ainda mais quando se considera a ocorrência de acoplamento entre torre e pás. Uma maneira eficiente para a redução dessas vibrações excessivas é a aplicação do controle estrutural. Neste trabalho, é estudado o controle estrutural do sistema da torre eólica-pá acoplada submetida a cargas laterais externas considerando-se a pá rotativa. Para modelar a torre e a pá, a teoria não linear de vigas de Euler-Bernoulli, bem como a teoria linear são consideradas, e o dispositivo de controle estrutural utilizado é um amortecedor de massa sintonizado na forma de um pêndulo invertido, localizado na parte superior da torre. O método Rayleigh-Ritz, juntamente com o princípio de Hamilton, são aplicados para obter um conjunto de equações diferenciais ordinárias de movimento que, por sua vez, são solucionadas através do método Runge-Kutta. Primeiramente, a instabilidade dinâmica é estudada a partir da variação da frequência natural com a velocidade de rotação da pá, onde é possível observar o fenômeno de veering. Além disso, são obtidas a resposta no tempo em situações de ressonância, e também os parâmetros ótimos do amortecedor de massa sintonizado como pêndulo invertido. A seguir, uma análise dinâmica não linear é realizada visando avaliar a influência do amortecedor de massa sintonizado no regime não linear, através da obtenção das curvas de ressonância, seções de Poincaré e bacias de atração. Os resultados demonstram bom desempenho do controle estrutural no comportamento dinâmico do sistema.