Cosecha Piezoaeroelástica de Energía: Una Herramienta de Co-Simulación - Parte 1

BELTRAMO, EMMANUEL; PÉREZ SEGURA, MARTÍN EDUARDO; RIBERO, SANTIAGO; AICHINO, AGOSTINA CECILIA; ROCCIA, BRUNO ANTONIO; PREIDIKMAN, SERGIO

Santa Fe

Congreso; MACI 2023 - Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial; 2023

Universidad Nacional del Litoral

La cosecha piezoeléctrica de energía a partir de fuentes ambientales ha adquirido un papel preponderante debido a su potencial aplicación en la alimentación de dispositivos electrónicos de baja potencia. Entre las diferentes fuentes naturales, las vibraciones mecánicas que provienen de fenómenos aeroelásticos han recibido especial atención ya que pueden ser transformadas en electricidad y, consecuentemente, sustituir o extender la vida útil de las baterías de tales dispositivos. En este trabajo, se exponen las características más relevantes de una plataforma computacional basada en un enfoque de co-simulación para estudiar el comportamiento piezoaeroelástico de cosechadores de energía. La herramienta consiste de dos subsistemas que intercambian información en cada paso de tiempo. El subsistema aerodinámico está basado en el método de red de vórtices no estacionario y permite obtener las cargas generadas por el flujo circundante sobre la estructura del cosechador. Para predecir la respuesta dinámica del sistema, el subsistema estructural utiliza un modelo de viga de Timoshenko que incluye múltiples transductores piezocerámicos. Finalmente, las ecuaciones de gobierno se integran numéricamente y simultáneamente en el dominio temporal usando el método predictor-corrector de cuarto orden de Hamming.