ST-RNVA&EH - dispositivo destinado a coleta de energia e controle de vibração em estruturas. - Mendes, Breno Ayres Pereira (2024)
Nesta tese, foram estudados modelos de baixa hierarquia de um dispositivo destinado a controle de vibrações e coleta de energia ST-RNVA&EH, o qual seria instalado em uma estrutura esbelta submetida a carregamentos ambientais como, por exemplo, VIV (vortex-induced vibration) e excitação paramétrica. A proposição da nomenclatura STRNVA& EH (self-tuned rotative nonlinear vibration absorber and energy harvester) consiste no fato de possibilitar a sincronização da vibração da massa interna em frequências convenientes ao controle de vibração e extração de energia. No desenvolvimento da tese foram implementadas formulações matemáticas dos sistemas, resoluções numéricas, métodos semi-analíticos e analíticos com o objetivo de propor faixas de parâmetros indicadas ao comportamento desejado. A proposição de estudar coleta de energia em estruturas, apresentou-se interessante em decorrência da crescente demanda por fontes alternativas de energia. Durante os estudos iniciais surgiu a possibilidade da aplicação dos mesmos conceitos em controle de vibração; na verdade, podemos afirmar que a coleta de energia e o controle de vibração são duas faces da mesma moeda. A consideração dos fenômenos de VIV concomitantemente à excitação paramétrica constituem motivação adicional para aplicação da coleta de energia em engenharia, principalmente em estruturas oceânicas. O trabalho inicia-se por um estudo bibliográfico dos assuntos correlatos ao tema. Em seguida descreve a modelagem matemática desenvolvida, apresenta alguns resultados numéricos a serem corroborados por métodos semi-analíticos ou analíticos. Ao final é apresentada uma análise dos resultados obtidos e como estes podem contribuir para a expansão do conhecimento. O assunto, tal como proposto, apresenta desafios ainda não enfrentados na literatura técnico-científica e, portanto, representa um avanço do estado da arte na área.