Eventos Anais de eventos
CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Análise de Sensibilidade Global e de Estabilidade de um Sistema de Captação de Energia Excitado Parametricamente
Submission Author:
Luiz Oreste Cauz , MS
Co-Authors:
Luiz Oreste Cauz, Fabio Roberto Chavarette
Presenter: Luiz Oreste Cauz
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0263
Abstract
A colheita de energia é o processo pelo qual a energia ambiente é capturada e transformada em uma forma utilizável. Existem diversas formas de sistemas de captação de energia, como energia solar, gradientes térmicos, vibrações acústicas e mecânicas. Os sistemas que utilizam como fonte as vibrações são chamados de sistemas de captação de energia vibracional (Vibration Energy Harversting Systems - VEHS). A colheita de energia baseada em VEHS é conhecida como uma fonte de alimentação suplementar, que fornecerá pequenas quantidades de energia para aplicações de carga lenta ou para alimentar e manter dispositivos e sensores remotos que requerem pequenas quantidades de energia para operarem, como por exemplo: aparelhos auditivos, marca-passo, estimulador de medula espinhal e sistemas microeletromecânicos. O objetivo deste trabalho é a análise da estabilidade de um sistema de captação de energia excitado parametricamente e que utiliza como transdutor materiais piezoelétricos. Pretende-se analisar a resposta do sistema conforme se modifica os valores dos parâmetros físicos, visando a maximização da energia produzida. Neste sentido, é importante fazer preliminarmente uma análise de sensibilidade global dos parâmetros físicos com objetivo de identificar quais parâmetros, quando variados, interferem mais na produção de energia. A análise de sensibilidade é feita por meio do cálculo dos índices de Sobol. Em seguida, a análise da estabilidade é feita baseada em resultados obtidos a partir da Teoria de Floquet e por técnicas de aproximação da matriz de transição de estados desenvolvida por Sinha e Butcher. A técnica desenvolvida por Sinha e Butcher, baseada nas iterações de Picard e nas expansões em polinômios de Chebyshev visa encontrar soluções aproximadas para sistemas periódicos no tempo. Um aspecto importante conhecido na literatura, é que sistemas de captação de energia vibracional possuem respostas eficientes quando os parâmetros físicos do sistema são sintonizados para que o sistema trabalhe em regime de ressonância com a fonte de excitação paramétrica. Portanto, resultados importantes da estabilidade do sistema são mostrados quando o sistema está em ressonância com a fonte de excitação externa.
Keywords
análise de estabilidade, Análise de Sensibilidade, matriz fundamental aproximada, Ressonância
