Dissertação

Energy Harvesting by Floating Flaps EVALUATED

O crescente desenvolvimento de soluções energeticamente auto-suficientes resultou num protótipo de uma superfície de controlo autónoma, incorporando um sistema de armazenamento de energia que alimenta sensores e actuadores na mitigação activa de cargas aerodinâmicas. Neste âmbito, esta dissertação propõe um mecanismo inovador para o armazenamento de energia através da transdução electromagnética de vibrações induzidas por fenómenos aeroelásticos em electricidade. O ponto de flutter é calculado de acordo com o método p-k, e uma simulação no domínio temporal incorpora não-linearidades inerciais e electromagnéticas na estimação da energia produzida. Um modelo experimental pioneiro integralmente produzido com recurso à impressão 3D é desenvolvido para testar o mecanismo de armazenamento energético. Testes de vibração são realizados com vista à caracterização estrutural do modelo, seguidos de testes em túnel de vento para provar a aplicabilidade do mecanismo. Os resultados mostram que, com um acréscimo de 0.6 % relativamente à massa de um mecanismo não optimizado, superfícies de controlo livres de oscilar em torno do seu eixo (n.b. do inglês Free-Floating Flaps - FFF) equipadas com o mecanismo inovador apresentam uma redução de 40 % no amortecimento estrutural e um aumento de 45 % na energia produzida. Comprovou-se ainda experimentalmente que a velocidade de flutter é controlável através do ajuste da resistência aos terminais do gerador. Por fim, um estudo preliminar de futuras aplicações em estruturas aeroespaciais revelou resultados promissores conducentes a poupanças de combustível significativas.
Aeroelasticidade, Armazenamento de Energia Electromagnética, Mecanismos de Superfícies de Controlo, Testes de Flutter em Túnel de Vento, Impressão 3D.

Novembro 27, 2017, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Roeland De Breuker

T. U. Delft

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado