Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter

Autores
Ribero, Santiago; Hümöller, Juan Martin; Beltramo, Emmanuel; Stuardi, José Enrique; Preidikman, Sergio
Año de publicación
2017
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
La cosecha de energía (en inglés: “energy harvesting” o “power harvesting”) es el proceso por el cual la energía que “rodea” a un sistema (lumínica, térmica, solar o cinética) es convertida en una forma “utilizable” de energía con el fin de, por ejemplo, alimentar sensores, actuadores, u otros dispositivos electrónicos. Es posible desarrollar cosechadores de energía que utilicen las vibraciones mecánicas de algún componente estructural (debidas a ráfagas o a oscilaciones de ciclo límite causadas por inestabilidades aeroelásticas como por ejemplo el flutter) como fuente principal de energía de entrada. La conversión de estas vibraciones en energía eléctrica aprovechable puede llevarse a cabo empleando transductores piezoeléctricos. En este trabajo se estudia una versión simplificada de un ala multifuncional como elemento cosechador de energía. Esta es estructuralmente representada por una viga en voladizo cuyas superficies superior e inferior están cubiertas por material piezoeléctrico, mientras que su extremo libre se vincula a un perfil aerodinámico simétrico. Las ecuaciones electro-aeroelásticas se desarrollan utilizando un enfoque energético. Las cargas aerodinámicas no-lineales e inestacionarias son evaluadas mediante la implementación de una versión ad-hoc del método de la red de vórtices. La integración de las ecuaciones gobernantes se realiza numérica e interactivamente en el dominio del tiempo empleando un método predictor-corrector. Como parte de los resultados obtenidos, se determinó la velocidad de flutter para el modelo aeroelástico y para el electro-aeroelástico, y se analizó el desempeño del cosechador en condición de flutter. Se calculó la tensión y la potencia cosechada en régimen en función de la carga resistiva. Este esfuerzo constituye el punto de partida para encarar futuros trabajos sobre sistemas de mayor envergadura, como por ejemplo aviones equipados con alas multifuncionales extremadamente flexibles y muy esbeltas. Esta tecnología posibilita alimentar a sensores y sistemas de accionamiento mediante la energía cosechada.
Fil: Ribero, Santiago. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Hümöller, Juan Martin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Beltramo, Emmanuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina
Fil: Stuardi, José Enrique. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina
Fil: Preidikman, Sergio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina
Materia
Cosecha de energía
Aeroelasticidad
Materiales piezoeléctricos
Flutter
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/132794
Acceder
id CONICETDig_18415637159f3c18823973de61816be6
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/132794
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica FlutterRibero, SantiagoHümöller, Juan MartinBeltramo, EmmanuelStuardi, José EnriquePreidikman, SergioCosecha de energíaAeroelasticidadMateriales piezoeléctricosFlutterhttps://purl.org/becyt/ford/2.11https://purl.org/becyt/ford/2La cosecha de energía (en inglés: “energy harvesting” o “power harvesting”) es el proceso por el cual la energía que “rodea” a un sistema (lumínica, térmica, solar o cinética) es convertida en una forma “utilizable” de energía con el fin de, por ejemplo, alimentar sensores, actuadores, u otros dispositivos electrónicos. Es posible desarrollar cosechadores de energía que utilicen las vibraciones mecánicas de algún componente estructural (debidas a ráfagas o a oscilaciones de ciclo límite causadas por inestabilidades aeroelásticas como por ejemplo el flutter) como fuente principal de energía de entrada. La conversión de estas vibraciones en energía eléctrica aprovechable puede llevarse a cabo empleando transductores piezoeléctricos. En este trabajo se estudia una versión simplificada de un ala multifuncional como elemento cosechador de energía. Esta es estructuralmente representada por una viga en voladizo cuyas superficies superior e inferior están cubiertas por material piezoeléctrico, mientras que su extremo libre se vincula a un perfil aerodinámico simétrico. Las ecuaciones electro-aeroelásticas se desarrollan utilizando un enfoque energético. Las cargas aerodinámicas no-lineales e inestacionarias son evaluadas mediante la implementación de una versión ad-hoc del método de la red de vórtices. La integración de las ecuaciones gobernantes se realiza numérica e interactivamente en el dominio del tiempo empleando un método predictor-corrector. Como parte de los resultados obtenidos, se determinó la velocidad de flutter para el modelo aeroelástico y para el electro-aeroelástico, y se analizó el desempeño del cosechador en condición de flutter. Se calculó la tensión y la potencia cosechada en régimen en función de la carga resistiva. Este esfuerzo constituye el punto de partida para encarar futuros trabajos sobre sistemas de mayor envergadura, como por ejemplo aviones equipados con alas multifuncionales extremadamente flexibles y muy esbeltas. Esta tecnología posibilita alimentar a sensores y sistemas de accionamiento mediante la energía cosechada.Fil: Ribero, Santiago. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hümöller, Juan Martin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Beltramo, Emmanuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Stuardi, José Enrique. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; ArgentinaFil: Preidikman, Sergio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaAsociación Argentina de Mecánica Computacional2017-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/132794Ribero, Santiago; Hümöller, Juan Martin; Beltramo, Emmanuel; Stuardi, José Enrique; Preidikman, Sergio; Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXV; 26; 11-2017; 1455-14702591-3522CONICET DigitalCONICETspainfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/view/5364info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:46:47Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/132794instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:46:47.62CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
title Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
spellingShingle Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
Ribero, Santiago
Cosecha de energía
Aeroelasticidad
Materiales piezoeléctricos
Flutter
title_short Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
title_full Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
title_fullStr Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
title_full_unstemmed Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
title_sort Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter
dc.creator.none.fl_str_mv Ribero, Santiago
Hümöller, Juan Martin
Beltramo, Emmanuel
Stuardi, José Enrique
Preidikman, Sergio
author Ribero, Santiago
author_facet Ribero, Santiago
Hümöller, Juan Martin
Beltramo, Emmanuel
Stuardi, José Enrique
Preidikman, Sergio
author_role author
author2 Hümöller, Juan Martin
Beltramo, Emmanuel
Stuardi, José Enrique
Preidikman, Sergio
author2_role author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Cosecha de energía
Aeroelasticidad
Materiales piezoeléctricos
Flutter
topic Cosecha de energía
Aeroelasticidad
Materiales piezoeléctricos
Flutter
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.11
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv La cosecha de energía (en inglés: “energy harvesting” o “power harvesting”) es el proceso por el cual la energía que “rodea” a un sistema (lumínica, térmica, solar o cinética) es convertida en una forma “utilizable” de energía con el fin de, por ejemplo, alimentar sensores, actuadores, u otros dispositivos electrónicos. Es posible desarrollar cosechadores de energía que utilicen las vibraciones mecánicas de algún componente estructural (debidas a ráfagas o a oscilaciones de ciclo límite causadas por inestabilidades aeroelásticas como por ejemplo el flutter) como fuente principal de energía de entrada. La conversión de estas vibraciones en energía eléctrica aprovechable puede llevarse a cabo empleando transductores piezoeléctricos. En este trabajo se estudia una versión simplificada de un ala multifuncional como elemento cosechador de energía. Esta es estructuralmente representada por una viga en voladizo cuyas superficies superior e inferior están cubiertas por material piezoeléctrico, mientras que su extremo libre se vincula a un perfil aerodinámico simétrico. Las ecuaciones electro-aeroelásticas se desarrollan utilizando un enfoque energético. Las cargas aerodinámicas no-lineales e inestacionarias son evaluadas mediante la implementación de una versión ad-hoc del método de la red de vórtices. La integración de las ecuaciones gobernantes se realiza numérica e interactivamente en el dominio del tiempo empleando un método predictor-corrector. Como parte de los resultados obtenidos, se determinó la velocidad de flutter para el modelo aeroelástico y para el electro-aeroelástico, y se analizó el desempeño del cosechador en condición de flutter. Se calculó la tensión y la potencia cosechada en régimen en función de la carga resistiva. Este esfuerzo constituye el punto de partida para encarar futuros trabajos sobre sistemas de mayor envergadura, como por ejemplo aviones equipados con alas multifuncionales extremadamente flexibles y muy esbeltas. Esta tecnología posibilita alimentar a sensores y sistemas de accionamiento mediante la energía cosechada.
Fil: Ribero, Santiago. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Hümöller, Juan Martin. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Beltramo, Emmanuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina
Fil: Stuardi, José Enrique. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina
Fil: Preidikman, Sergio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; Argentina
description La cosecha de energía (en inglés: “energy harvesting” o “power harvesting”) es el proceso por el cual la energía que “rodea” a un sistema (lumínica, térmica, solar o cinética) es convertida en una forma “utilizable” de energía con el fin de, por ejemplo, alimentar sensores, actuadores, u otros dispositivos electrónicos. Es posible desarrollar cosechadores de energía que utilicen las vibraciones mecánicas de algún componente estructural (debidas a ráfagas o a oscilaciones de ciclo límite causadas por inestabilidades aeroelásticas como por ejemplo el flutter) como fuente principal de energía de entrada. La conversión de estas vibraciones en energía eléctrica aprovechable puede llevarse a cabo empleando transductores piezoeléctricos. En este trabajo se estudia una versión simplificada de un ala multifuncional como elemento cosechador de energía. Esta es estructuralmente representada por una viga en voladizo cuyas superficies superior e inferior están cubiertas por material piezoeléctrico, mientras que su extremo libre se vincula a un perfil aerodinámico simétrico. Las ecuaciones electro-aeroelásticas se desarrollan utilizando un enfoque energético. Las cargas aerodinámicas no-lineales e inestacionarias son evaluadas mediante la implementación de una versión ad-hoc del método de la red de vórtices. La integración de las ecuaciones gobernantes se realiza numérica e interactivamente en el dominio del tiempo empleando un método predictor-corrector. Como parte de los resultados obtenidos, se determinó la velocidad de flutter para el modelo aeroelástico y para el electro-aeroelástico, y se analizó el desempeño del cosechador en condición de flutter. Se calculó la tensión y la potencia cosechada en régimen en función de la carga resistiva. Este esfuerzo constituye el punto de partida para encarar futuros trabajos sobre sistemas de mayor envergadura, como por ejemplo aviones equipados con alas multifuncionales extremadamente flexibles y muy esbeltas. Esta tecnología posibilita alimentar a sensores y sistemas de accionamiento mediante la energía cosechada.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-11
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/132794
Ribero, Santiago; Hümöller, Juan Martin; Beltramo, Emmanuel; Stuardi, José Enrique; Preidikman, Sergio; Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXV; 26; 11-2017; 1455-1470
2591-3522
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/132794
identifier_str_mv Ribero, Santiago; Hümöller, Juan Martin; Beltramo, Emmanuel; Stuardi, José Enrique; Preidikman, Sergio; Cosecha de Energía a Partir de la Inestabilidad Aeroelástica Flutter; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXV; 26; 11-2017; 1455-1470
2591-3522
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/view/5364
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Asociación Argentina de Mecánica Computacional
publisher.none.fl_str_mv Asociación Argentina de Mecánica Computacional
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613460211531776
score 13.070432

Publicaciones similares