Modelo Aero-Electro-Elástico para un Arreglo de Cosechadores de Energía

Abstract

En este trabajo, los autores presentan un modelo numérico que permite predecir la respuesta aeroelástica y la potencia eléctrica de salida de un arreglo de cosechadores de energía que utilizan materiales piezoeléctricos. Este modelo está constituido por: i) un modelo aerodinámico inestacionario y no-lineal que permite captar la interacción y el acoplamiento aerodinámico entre los cosechadores que componen el arreglo; ii) un modelo electro-elástico de parámetros concentrados de tres grados de libertad para cada cosechador; y iii) un esquema numérico para integrar simultáneamente en el dominio del tiempo las ecuaciones aero-electro-elásticas gobernantes. Entre los resultados más relevantes, se encontró que la velocidad de flutter decrece significativamente conforme la distancia entre cosechadores se hace más pequeña. Este comportamiento sugiere fuertemente la posibilidad de una efectiva extracción de energía a bajas velocidades si se utiliza una adecuada topología para el arreglo de cosechadores.