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Vinicius Lopes 
  
Americo Cunha 
  
Ressonância 
  
Ressonância Estocástica em Sistemas Dinâmicos Não Lineares: aplicações a coletores de energia

 

Ressonância Estocástica em Sistemas Dinâmicos Não Lineares: aplicações a coletores de energia Vinicius Gonçalves Lopes Americo Barbosa da Cunha Junior vinicius.g.lopes@uerj.br americo@ime.uerj.br NUMERICO -Núcleo de Modelagem e Experimentação Computacional

Introdução

Coletores de energia são dispositivos baseados em materiais com propriedades físico-químicas especiais (smart materials) permitindo a recuperação de energia a partir de fontes secundárias, como calor (piroelétricos), luminosidade (fotoelétricos), pressão ou vibração mecânica (piezoelétricos). Exmeplos de aplicações podem ser encontrados na medicina [START_REF] Sun | A flexible transparent one-structure tribo-piezo-pyroelectric hybrid energy generator based on bio-inspired silver nanowires network for biomechanical energy harvesting and physiological monitoring[END_REF], engenharias [START_REF] Abdelkareem | Vibration energy harvesting in automotive suspension system: A detailed review[END_REF] e telecomunicações.

Objetivos

• Análise não linear da dinâmica sob forçamento estocástico;

• Verificar a ocorrência de resonância estocástica;

• Investigar influência do ruído sobre a resposta de tensão; 

Principais Observações

• Tempos de correlação τ menores levam à ressonância estocástica;

• Maiores níveis de ruído implicam em maiores tensões (maior injeção de energia no sistema);

• Nível de ruído influencia na duração do transiente do sistema;

Resultados

Histogramas para σ f ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%], para f = 0.083 e Ω = 0.8.

Histogramas para τ Ω 2π ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%], para f = 0.083 e Ω = 0.8.

Médias, desvios-padrão, curtoses e assimetrias para σ f ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%], para f = 0.083 e Ω = 0.8.

Médias, desvios-padrão, curtoses e assimetrias para τ Ω 2π ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%], para f = 0.083 e Ω = 0.8.

  ẋ -0.5 x(1 -x 2 ) -χυ = f cos Ωt + noise(∆N, t corr ) υ + λυ + κ ẋ = 0 x(0) = x 0 , ẋ(0) = ẋ0 , υ(0) = υ 0 ξ -fator de amortecimento χ -acoplamento mecânico λ -tempo característico inverso κ -acoplamento elétrico f -amplitude de excitação Ω -frequência de excitação Forçamento Estocástico Forçamento para f = 0.083 e Ω = 0.8 com ruído, σ f ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%]. Forçamento para f = 0.083 e Ω = 0.8 com ruído, τ Ω 2π ∈ [1% 5% 20% 50% 75% 100%]