Banca de DEFESA: VINICIUS GABRIEL PEIXOTO BORGES

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : VINICIUS GABRIEL PEIXOTO BORGES
DATA : 06/08/2026
HORA: 08:45
LOCAL: Microsoft Teams e Sala de reuniões do ENM - (Híbrida)
TÍTULO:

Análise do posicionamento de metaestruturas ressonantes para o controle de vibrações em torres de turbinas eólicas sob carregamentos dinâmicos considerando a interação solo-estrutura.

PALAVRAS-CHAVES:

Metamateriais ressonantes, redução de vibrações, interação solo-estrutura, torre eólica, carregamento dinâmico estocástico.

PÁGINAS: 103
RESUMO:

Torres de turbinas eólicas estão sujeitas a carregamentos dinâmicos provenientes da operação do rotor e de ações ambientais, como vento e ondas, que podem comprometer seu desempenho e acelerar a fadiga estrutural. Nesse contexto, o presente trabalho investiga a eficácia do uso de metamateriais ressonantes para a atenuação de vibrações em torres de turbinas eólicas. Para essa finalidade, utiliza-se um modelo de ordem reduzida da torre eólica que incorpora os efeitos da interação solo-estrutura (ISE). Inicialmente, obtém-se uma solução analítica da Função de Resposta em Frequência (FRF), via método de Galerkin, considerando uma excitação harmônica aplicada na nacela. Em seguida, são comparadas uma aproximação contínua e implementações discretas com diferentes números de ressonadores, avaliando-se a influência da inércia e da quantidade de ressonadores na formação do bandgap. Os resultados mostram que a configuração discreta converge para a solução contínua e que oito ressonadores são suficientes para atingir a condição de saturação dos ganhos em atenuação.

Na sequência, investiga-se a influência da posição e da frequência de sintonia dos ressonadores na atenuação dos dois primeiros modos de vibração da torre. A distribuição dos ressonadores é definida por meio da abordagem Modally Matched Distribution (MMD), resultando em uma configuração que apresenta desempenho equivalente ao de um absorvedor dinâmico de vibrações (ADV) concentrado no topo da torre, porém com maior viabilidade de implementação devido à distribuição de massa ao longo da estrutura. A partir dessa configuração, implementam-se metamateriais do tipo rainbow, que promoveram uma melhora significativa da resposta, reduzindo em quase 90\% os picos de energia cinética da frequência inferior e cerca de 50\% dos picos da frequência superior quando atenuando o segundo modo de vibrar em comparação a configuração com ressonadores idênticos. Já sintonizados na primeira frequência natural, os picos inferiores e superiores diminuiram em cerca de 80 e 60\% respectivamente, além de nessa configuração aumentar em aproximadamente 8\% a largura do bandgap.

Por fim, avalia-se a resposta estrutural da torre sob condições operacionais realistas por meio de uma análise estocástica baseada na combinação dos espectros de densidade espectral de potência (PSD) de Kaimal, para representar a turbulência do vento, e de JONSWAP, para representar a ação das ondas do mar. Os resultados demonstram que os metamateriais ressonantes mantêm sua eficácia sob carregamentos aleatórios, evidenciando seu potencial para o controle de vibrações e o aumento da vida útil de torres de turbinas eólicas.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 2126286 - ADRIANO TODOROVIC FABRO
Presidente - 1769309 - ALINE SOUZA DE PAULA
Externo à Instituição - GUILHERME ROSA FRANZINI - USP
Externa ao Programa - 2213675 - SUZANA MOREIRA AVILA - null