RECOLECCIÓN DE ENERGÍA MEDIANTE VIBRACIÓN INDUCIDA POR VÓRTICES EN DISPOSITIVO PIEZOELÉCTRICO

FACUNDO CASTAÑON; MACHADO SEBASTIÁN PABLO; SARAVIA CESAR MARTÍN

Santa Fe

Congreso; ENIEF 2019 - XXIV Congreso de Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2019

Asociación Argentina de mecánica Computacional

La recolección de energía mediante dispositivos piezoeléctricos se presenta como unaalternativa viable para la alimentación de sensores electrónicos o sistemas de baja potencia. Lasfuerzas generadas por flujos aerodinámicos son una de las fuentes estudiadas, apelando a fenómenoscomo flutter, galloping o generación de vórtices. La presente investigación busca analizar eldesempeño de un dispositivo recolector de energía bajo el fenómeno de vibraciones inducidas porvórtices. Para ello se concibe una configuración simple conformada por dos vigas unimorfasvinculadas por un cuerpo rígido sometido a la acción de un flujo aerodinámico. A partir de un análisisenergético se obtienen las ecuaciones electromecánicas para conocer la respuesta dinámica delsistema. La formulación estructural se basa en la teoría de vigas Euler-Bernoulli. Las simulacionesCFD empleando el programa COMSOL Multiphysics son utilizadas para calcular las fuerzasaerodinámicas, considerando dos geometrías de cuerpo rígido y seteando los parámetros de forma deobtener una frecuencia de excitación cercana a la natural del dispositivo. Como resultado, el osciladormecánico experimenta movimientos de gran amplitud que se transforman en electricidad mediante elmaterial piezoeléctrico. Finalmente se obtiene la respuesta dinámica y la generación de voltaje paradiferentes cargas resistivas del circuito eléctrico.