Description du projet
L’énergie non linéaire diminue pour affaiblir les vibrations induites par l’écoulement
Les vibrations induites par l’écoulement peuvent se produire dans de nombreux systèmes et structures d’ingénierie comme les ponts, les structures offshore et les câbles marins en raison de la vitesse d’écoulement élevée. Une méthode innovante pour atténuer ces vibrations pourrait être de mettre en œuvre des métamatériaux mécaniques, des matériaux artificiels avec des caractéristiques spéciales de propagation des ondes élastiques. En effet, les puits d’énergie non linéaires sont des absorbeurs de vibrations plus efficaces que les puits linéaires. Le projet METASINK, financé par l’UE, vise à améliorer la fonctionnalité des métamatériaux au niveau supérieur en améliorant la conception, la modélisation et les aspects expérimentaux de la recherche sur les matériaux avancés, en associant les propriétés d’un puits d’énergie hystérétique non linéaire, la récupération d’énergie, les effets de dissipation et le réglage des propriétés du métamatériau en fonction du composite magnétorhéologique dans la conception des sous-unités de métamatériau.
Objectif
Flow-induced vibration can occur in many engineering systems and structures such as bridges, transmission lines, aircraft control surfaces, offshore structures, marine cables, and other hydrodynamic applications. A novel approach to attenuate such vibrations could be the application of mechanical metamaterials, which are artificial engineering materials having unique elastic wave propagation properties based on the existence of stop and pass bands originating from the material or geometric periodicity. Nonlinear energy sinks are having a wider frequency band of vibration attenuation than linear vibration absorbers due to strong nonlinear stiffness. This project aims at taking the functionality of metamaterials to the next level by performing the design, modeling and experimental aspects of advanced materials research by combining the features of a hysteretic nonlinear energy sink, energy harvesting, dissipation effects and tuning of metamaterial properties based on magnetorheological composite in the metamaterial subunit design. This, in turn, will give rise to a novel class of semi-active magnetorheologically tuned metamaterials (MTMs) for flow-induced wing flutter and pipeline vibration control using linear and nonlinear approaches for bandgap forming, vibration attenuation, and energy harvesting. The computational framework based on numerical and semi-numerical methods together with pseudo-arc continuation techniques will be developed to discover dispersion characteristics of linear models, and frequency-responses and bifurcation points of nonlinear models. Novel 3D printing techniques will be developed for the fabrication of MTMs with magnetorheological composite. Experiments will serve to validate mathematical models and identify parameters of the nonlinear MTM models for the purpose of numerical simulations. Optimization procedures will be carried out to maximize the efficiency of developed metamaterials for flutter and pipeline vibration control.
Champ scientifique
- engineering and technologymaterials engineeringcomposites
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringaircraft
- engineering and technologymechanical engineeringmanufacturing engineeringadditive manufacturing
- natural sciencesmathematicsapplied mathematicsmathematical model
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
SA2 8PP Swansea
Royaume-Uni