MODELAGEM E VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL DE UM GERADOR PIEZOAEROELÁSTICO DE ENERGIA

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1 VI CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA VI NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING 18 a 21 d agosto d 2010 Campina Grand Paraíba - Brasil August 18 21, 2010 Campina Grand Paraíba Brazil MODELAGEM E VERIFICAÇÃO EXPERIMENTAL DE UM GERADOR PIEZOAEROELÁSTICO DE ENERGIA Anicézio, Marcla d Mlo, marcla.aniczio@usp.br 1 Viira, Wandr Gustavo Rocha, wandrgrv@gmail.com 1 Tristão, Saulo Franclino, tristao.saulo@gmail.com 1 D Marqui, Carlos, Jr, dmarqui@sc.usp.br 1 1 Univrsidad d São Paulo, Escola d Engnharia d São Carlos, Dpartamnto d Engnharia Aronáutica, Avnida Trabalhador são-carlns, 400, , São Carlos,SP, Brasil. Rsumo: Fnômnos arolásticos são uma oportunidad nova para gração d nrgia a partir d vibraçõs mcânicas. Fluttr é uma instabilidad arolástica dinâmica qu nvolv intraçõs d forças arodinâmicas, lásticas inrciais causando um comportamnto oscilatório indsjado, podndo lvar a falha struturais. A convrsão d nrgia d vibração do ambint m nrgia létrica pod sr ralizada através da transdução pizolétrica. Autors têm apontado os gradors pizoarolásticos como uma altrnativa áras urbanas. Nst artigo, uma modlagm pizoarolástica d uma sção típicacom dois graus d librdad é aprsntada para gração d nrgia (nrgy harvsting). Pizocrâmicas são adicionadas ao grau d librdad d flxão da sção típica uma carga rsistiva é considrada no domínio létrico. O modlo arodinâmico é obtido com o modlo d vórtics concntrados não-stacionário. As quaçõs pizoarolásticas são rsolvidas no spaço d stados. O dslocamnto vrtical dsloacamntoangular, bm como a saída létrica (potência létrica grada) são obtidos para difrnts vlocidads d scoamnto cargas rsistivas. Além da gração d nrgia, o fito shunt damping na rsposta pizoarolástica da sção típica é invstigada. Um modlo xprimntal d sção típica com acoplamnto ltromcânico no grau d librdad d flxão é também aprsntado. Vrificaçõs no túnl d vnto são ralizadas comparadas com as prvisõs do modlo. Palavras-chav: nrgy harvsting, arolasticidad, pizoarolasticidad, pizoltricidad. 1. INTRODUÇÃO Arolasticidad é uma ciência qu studa a intração ntr forças inrciais, lásticas arodinâmicas. Ela s divid m fnômnos arolásticos státicos dinâmicos sts m fnômnos d stabilidad d rsposta. O fluttr é um fnômno arolástico dinâmico d stabilidad d naturza altamnt dstrutiva. El ocorr quando uma suprfíci d sustntação aprsnta caractrística oscilatória auto-xcitada a partir d uma dtrminada vlocidad d vôo (vlocidad crítica d fluttr) (Bisplinghoff t al, 1955; Bisplinghoff Ashly, 1962; Fung, 1955). Em vlocidads mnors qu a vlocidad crítica qualqur oscilação srá amortcida. Na vlocidad crítica o sistma é marginalmnt stávl. Entrtanto, m vlocidads maiors qu a crítica qualqur distúrbio inicial rsultará m oscilaçõs auto-xcitadas acarrtará m falha strutural. Normalmnt, a corrta dtrminação d propridads d massa, rigidz inércia d uma strutura garant a stabilidad arolástica d uma aronav dntro d su nvlop d vôo. Apsar d sua naturza dstrutiva, o fluttr aprsnta um grand potncial para o studo d novos métodos para a xtração d nrgia do scoamnto sua convrsão m nrgia létrica. Na litratura (Bryant Garcia, 2009), apontams gradors pizolétricos xcitados a partir d scoamntos não-stacionários como uma possívl altrnativa ao uso d gradors ólicos tradicionais (asas rotativas). As dimnsõs, os riscos rlacionados d falhas struturais o ruído dos gradors ólicos tradicionais são fators qu dificultam ou impdm sua utilização, principalmnt m áras urbanas. A convrsão d nrgia d vibração disponívl no ambint m nrgia létrica é a dfinição para o trmo Vibration Basd Enrgy Harvsting, ou gração d nrgia a partir d vibraçõs. Est concito (nrgy harvsting) é particularmnt important para sistmas rmotamnt oprados com fonts limitadas d nrgia. Difrnts mcanismos d transdução são utilizados para a convrsão, como por xmplo, o pizolétrico (Sodano t al, 2004; Erturk t al, 2008a), ltromagnético (Arnold, 2007; Glynn-Jons t al, 2004; Bby, 2007; Manna Sims, 2009) ltrostático (Mitchson t al, 2004). A litratura rcnt mostra qu a transdução pizolétrica tm rcbido mais

2 atnção, o qu s comprova com os artigos d rvisão publicados nos últimos anos (Sodano t al, 2004; Cook- Chnnault t al, 2008). Os gradors pizolétricos têm sido studados como uma altrnativa ficint d baixo custo para a gração d nrgia a partir d vibraçõs. A configuração mais simpls é composta por vigas, ou placas, mtálicas ngastadas (substrutura), compltamnt cobrtas por uma ou mais camadas d matrial pizolétrico xcitadas a partir do movimnto d sua bas, conform obsrvado na Fig. (1). Cada camada pizolétrica é compltamnt cobrta m sua suprfíci suprior infrior por ltrodos contínuos altamnt condutivos qu são conctados a um circuito grador xtrno. No caso mais simplificado, também amplamnt ncontrado na litratura, o domínio létrico é composto por um lmnto rsistivo. A idéia é acoplar o grador a uma strutura principal qu é a font d xcitação para o msmo. Assim, sta nrgia d vibração qu originalmnt sria dsprdiçada podrá sr convrtida m nrgia létrica através do fito pizolétrico dirto. O studo dsts gradors tm sido a bas para o dsnvolvimnto d sistmas m scala rduzida (Micro-Elctro-Mchanical Systms, MEMS, du Toit, 2005) ou aplicaçõs m struturas d maior scala, como por xmplo, casos arolásticos com possívis aplicaçõs para UAVs ou MAVs (Anton Inman, 2008; D Marqui t al, 2009a; D Marqui t al, 2009b). Figura 1. Esquma d um grador pizolétrico conctado ao circuito xtrno. Uma consquência da gração pizolétrica d nrgia é o fito shunt damping (Erturk Inman, 2008, D Marqui t al., 2009a). Por consqüência, a gração pizolétrica d nrgia quando ralizada m sistmas arolásticos (tornando-o pizoarolástico) pod tr como consqüência, além da xistência d uma saída létrica (nrgia létrica grada), a altração do comportamnto arolástico da strutura (D Marqui t al., 2009b). Por xmplo, m um caso ond o domínio létrico é composto por uma rsistência létrica, as oscilaçõs tipicamnt ncontradas na vlocidad d fluttr (oscilaçõs auto-xcitadas com amplitud frquência constants) são modificadas para oscilaçõs com amplituds dcrscnts (stabilidad) quando o rsistor ótimo é utilizado. Existm rsistors qu podm induzir instabilidads (oscilaçõs com amplituds crscnts). Assim, além do bnfício d s grar nrgia létrica, xist a consqüência d s modificar positiva ou ngativamnt o comportamnto do sistma. A utilização d um circuito grador chavado pod garantir o control sobr a stabilidad d um sistma arolástico, induzindo /ou suprimindo oscilaçõs para a gração d nrgia protção da strutura. Nst artigo são aprsntados a modlagm a vrificação xprimntal d uma sção típica pizoarolasticamnt acoplada com dois graus d librdad (GDLs). O acoplamnto ltromcânico é insrido m um dos GDLs, modificando as quaçõs arolásticas usualmnt ncontradas na litratura (Bisplinghoff t al, 1955; Bisplinghoff Ashly, 1962; Fung, 1955). O carrgamnto arodinâmico é obtido a partir do método d vórtics concntrados não-stácionário uma carga rsistiva é considrada no domínio létrico do problma. As quaçõs pizoarolásticas são rsolvidas m spaço d stados. O fito da variação da rsistência considrada sobr a vlocidad d fluttr a potência létrica grada é invstigado. Os rsultados numéricos são vrificados a partir dos rsultados xprimntais. 2. SEÇÃO TÍPICA PIEZOAEROELÁSTICA Uma sção típica sção com dois GDLs, aqui dfinidos como um dslocamnto linar h um dslocamnto angular, é utilizada nst trabalho (Fig. 2). Figura 2. Rprsntação d uma sção típica com dois GDLs.

3 Essa sção típica rprsnta um arofólio com massa m (por unidad d comprimnto) smi-corda b, momnto stático S (por unidad d comprimnto) momnto d inércia I (por unidad d comprimnto) mdido m torno do ponto d rfrência (.a.) ond os dslocamntos são mdidos. O movimnto dss arofólio é rstrito por duas molas com rigidz k h k (por unidad d comprimnto), para os GDLs d dslocamnto linar angular, rspctivamnt. O acoplamnto ltromcânico é incluído no GLD d dslocamnto linar uma carga rsistiva considrada no circuito xtrno (ou circuito grador). Consquntmnt, as quaçõs d movimnto qu rgm o sistma são aprsntadas como, ( m m ) h S bhh khh v / l L (1) S h I b k M (2) v C pv h 0 R (3) l ond é o acoplamnto ltromcânico, C p é a capacitância quivalnt das camadas pizocrâmicas, v é a voltagm através da carga rsistiva R l é a carga rsistiva. Os coficints d amortcimnto strutural dos GDLs são rprsntadas por b h b x dtrmina a distância do cg ao ponto d rfrência. Uma massa xtra m foi considrada na quação d movimnto d flxão. Para a rprsntação d uma sção típica idal, como a aprsntada na Fig. (2), as molas qu confrm rigidz aos GDLs são considradas idais (sm massa). No ntanto, tal hipóts não pod sr assumida na rprsntação xprimntal d uma sção típica. Portanto, quando m 0 tm-s uma sção típica idal quando m 0 a massa por unidad d comprimnto das fixaçõs mcânicas qu conctam a sção típica com a mola d rigidz k h é rprsntada Método dos Vórtics Concntrados O método dos vórtics concntrados é um método numérico para s dtrminar o carrgamnto arodinâmico m um arofólio. Nst método o corpo a sua stira são discrtizados por lmntos d vórtic. O arofólio é considrado como uma placa plana, com M lmntos d vórtic adicionamos (N-M) lmntos d vórtics para rprsntar a stira. No total, N lmntos d stira rprsm todo o sistma. O scoamnto é assumido como sndo incomprssívl, invíscido irrotacional. Cada lmnto d vórtic stá localizado a ¼ da corda do arofólio o ponto d colocação stá localizado a ¾ da corda, como mostrado na Fig. (3). Figura 3. Esquma da localização do lmnto d vórtic do ponto d colocação. Para a inclusão do trmo dpndnt do tmpo faz-s ncssário a inclusão d algumas condiçõs d contorno, como por xmplo, a condição d contorno d scoamnto normal zro, ou sja, a vlocidad normal no ponto d colocação dv sr igual ao downwash naqul ponto, como mostrado pla sguint quação: n1 W K1 K 2 3/4 n1 2 n1 1 (4) n 1 ond W 1 3/4 é o vtor do downwash d dimnsão M, 1 n é o vtor d circulação (ou intnsidad do vórtic) do n1 arofólio, 2 é o vtor d circulação da stira do arofólio K 1 K 2 são funçõs d Krnl. As funçõs d Krnl são rsponsávis pla associação ntr cada vórtic os pontos d colocação no arofólio. Assim, tmos qu:

4 K ij 1 2 ( x i ) 3/4 j (5) ond x i é o i-ésimo ponto d colocação é o ponto d vórtic do j-ésimo lmnto d vórtic. 3/4 j Para um caso d scoamnto não-stacionário, acondição d Klvin é utilizada para a modlagm da stira. A condição d Klvin considra qu a circulação m volta do arofólio sua stira é consrvada para qualqur spaço d tmpo: d d() t dw 0 (6) dt dt dt ond d () t é a circulação no arofólio w é a circulação na stira. Usando um intrvalo d tmpo mdida é: t, a primira ( t) w 0 (7) 1 ond () t é a intnsidad do vórtic no arofólio stira pod sr scrita como: w ( ) ( ) w 1 é a intnsidad do vórtic na stira. A i-ésima circulação na ti ti1 (8) i Assim, pod s scrvr o primiro lmnto d stira como sndo: n1 M n1 n M 1 j1( j j) (9) ond M é o númro total d lmntos d vórtics no arofólio n1 n i i1, i M 2, N 1 (10) Prcb-s qu é prciso sabr apnas das condiçõs iniciais, pois as outras intnsidads d vórtics podm sr calculadas a partir da primira itração. Substituindo a Eq. (5) na Eq. (4) utilizando as Eq. (9) (10), tm-s: n 1 1 n 1 n F W G (11) Utilizando a quação d Brnoulli, é possívl dfinir: c L U ( t) ( t) ( x, t) dx 12) 0 t c M a ( x ) U( t) ( t) ( x, t) dx 0 t (13) ond L é a força d sustntação, M a é o momnto arodinâmico, Ut () é a vlocidad do arofólio, c é a corda do arofólio, é a dnsidad do mio, é a distância ntr a mtad da corda o ixo lástico. A vlocidad do vórtic srá a msma da vlocidad do arofólio, pois considramos qu não há prturbaçõs no scoamnto Equaçõs m Espaço d Estados A utilização das quaçõs no spaço d stados facilita a rsolução do problma. Assim, tmos os sguints stados: x1 h ; x2 h ; x3 ; x4 ; x5 v (14)

5 Substituindo os cincos stados nas Eq. (1), (2) (3) adicionando mais duas quaçõs qu drivam dos próprios stados, tm-s: x x (15) 1 2 ( m m ) x2 Sx4 bhx2 k hx1 x5 L (16) x 3 4 x (17) Sx2 Ix4 bx4 kx3 M a (18) 1 C px5 x5 x 2 0 (19) R Assim, podmos rscrvr as quaçõs acima na sguint forma: Ax Bx C D (20) juntamnt com W Ex (21) é possívl conhcr os stados da part strutural arodinâmica do problma: x ( k 1) x ( k A ) ( k1) ( k) (22) 3. MODELO EXPERIMENTAL O modlo xprimntal dss papr consist d uma asa rígida suportada por quatro vigas bi-ngastadas. Essas vigas foram modladas como vigas d Eulr-Brnoulli confrm rigidz d flxão ao sistma. No topo da asa, há um fio-mola qu passa por dntro do ixo tubular da asa (posicionado no ixo lástico do sistma), promovndo rigidz d torção, como mostrado na Fig. (4). Figura 4. Modlo xprimntal usado para os tsts. O ixo lástico stá localizado a ¼ da corda m rlação ao bordo d ataqu. Foi utilizado um arofólio com prfil NACA 0012, sndo qu todo o sistma foi projtado para qu a vlocidad d fluttr ocorrss dntro dos limits do túnl d vnto soprador disponívl (15 m/s). A vantagm d usar ss modlo xprimntal mostrado na Fig. (4) é qu s pod variar a configuração dos graus d librdad indpndnt um do outro além d sr d fácil adquação ao túnl d vnto disponívl. Os parâmtros do sistma xprimntal são aprsntados na Tabla (1).

6 Tabla 1. Parâmtros iniciais do sistma xprimntal. Parâmtros Magnituds Massa da asa 4,0 kg/m Massa xtra 1,542 kg/m Momnto d inércia 0,0072 kgm 2 Momnto stático 0,05236 kgm Rigidz d flxão 4200 N/m Rigidz d torção 1,7 Nm/rad Fator d amortcimnto (dsl. linar) 0,16 Ns/m Fator d amortcimnto (dsl. angular) 0,0137 Nms/rad 4. RESULTADOS O modlo xprimntal da Fig. (4) foi tstado no túnl d vnto soprador do Laboratório d Arolasticidad. A vlocidad do scoamnto foi obtida utilizando-s um tubo d Pitot associado a um micromanômtro (TSI- 8705). O dslocamnto angular no ixo lástico do sistma xprimntal foi obtido utilizando-s um ncodr ótico (US Digital - HEDS-9000-T00). O dslocamnto linar foi mdido a partir d um strain gag, instalado m uma das vigas lásticas, ligado no squma d ¼ d pont no sistma HBM MGC Plus. Um sistma dspace (DS 1104) foi utilizado para a aquisição dos dados. Em alguns casos aqui tstados, a voltagm através do rsistor é maior qu 10 V, o limit do sistma d aquisição. Portanto, um prob (com rdução 10:1) foi utilizado para a adquação do sinal ao sistma d aquisição. Na Fig. (5) são aprsntados os rsultados obtidos xprimntalmnt numricamnt para a carga rsistiva d 10k. Os dados forncidos na Tabla (1) foram utilizados na solução do modlo pizoarolástico aprsntado. Figura 5. Rsposta xprimntal (coluna squrda) numérico (coluna dirita) mostrando o dslocamnto angular alfa, dslocamnto vrtical h a saída létrica (R l =10 kω).

7 Os dados xprimntais da Fig. (5) foram obtidos para vlocidad crítica d fluttr para a carga rsistiva d 10k, ou sja, 8,9 m/s. Já a vlocidad d fluttr para a msma condição létrica foi dtrminada a partir do modlo numérico como 9,3 m/s. O rro ntr a vlocidad xprimntal numérica é d 4,3%. Vrifica-s também qu o modlo numérico é capaz d rproduzir muito bm as saídas mcânicas létrica do sistma xprimntal. Os rsultados foram vrificados para um conjunto d rsistors (100, 1000, 10000, , ) smpr com sucsso. A variação da potência létrica grada m função da carga rsistiva utilizada é aprsntada na Fig. (6). Novamnt vrifica-s uma boa corrlação ntr os rsultados xprimntais numéricos. Val dstacar qu a potência máxima é grada quando R , a rsistência ótima ntr as tstadas nst trabalho. l Figura 6. Variação da potência numérica xprimntal m função das rsistências. A variação da vlocidad d fluttr do sistma com a rsitência létrica utilizada é mostrada na Tabla (2). A rsistência qu fornc a máxima saída létrica também rsulta na maior vlocidad crítica d fluttr. Est fato s dv ao fito shunt damping rsistivo da gração pizolétrica d nrgia. Vrifica-s m todos os casos aqui tstados qu o modlo numérico supr stima a vlocidad d fluttr, apsar d prvr com sucsso as amplituds das saídas mcânicas létricas do problma. Tabla 2. Variação da vlocidad d fluttr xprimntal numérico m função das rsistências. Rsistência (Ω) Vl. Fluttr Exprimntal (m/s) Vl. Fluttr Numérico (m/s) CONCLUSÕES Uma sção típica pizoarolasticamnt acoplada foi aprsntada para o problma d gração d nrgia a partir d oscilaçõs induzidas plo scoamnto. O método dos vórtics concntrados não-stacionário foi utilizado para s obtr o carrgamnto arodinâmico o acoplamnto ltromcânico foi insrido no grau d librdad d dslocamnto linar do sistma. As quaçõs modificadas do sistma pizoarolástico foram aprsntadas no spaço d stados. O modlo numérico foi vrificado com sucsso contra rsultados xprimntais obtidos m nsaios m túnl d vnto. Estudou-s o fito da variação da rsistência sobr o comportamnto arolástico do sistma (vlocidad d fluttr). A rsistência ótima, qu forncu a máxima potência létrica na saída, também rsulta na maior vlocidad d fluttr do sistma. Apsar do modlo smpr supr stimar a vlocidad crítica d fluttr, l prvê com sucsso a saída létrica do sistma. Na anális do gráfico d potência vrsus rsistência, foi possívl notar alguns pontos xprimntais distants do numérico, mas ssa difrnça é rlativamnt pquna, crca d 0,002 Watts (R=1000kΩ). Circuitos létricos mais sofisticados com lmntos linars também podm sr rprsntados plo modlo aqui aprsntado. Nsts casos, basta substituir a admitância do circuito rsistivo pla admitância quivalnt do novo circuito. Msmo no caso simplificado d uma rsistência létrica no circuito grador é possívl modificar as condiçõs d stabilidad do sistma pizoarolástico. Assim, utilizando-s um circuito chavado sria possívl altrnar ciclicamnt ntr uma rsistência qu induza a instabilidad (aumntando a amplitud das oscilaçõs) outra qu prmita a máxima convrsão d nrgia rsult na atnuação das oscilaçõs quando o sistma stivr acima da vlocidad d fluttr.

8 6. AGRADECIMENTOS Os autors agradcm ao CNPq à FAPEMIG plo financiamnto parcial dst trabalho, através do INCT-EIE. Os autors agradcm o apoio financiro da FAPESP através do procsso 2009/ REFERÊNCIAS Anton, S. R., and Inman, D. J., 2008, Vibration Enrgy Harvsting for Unmannd Air Vhicls, Smart Structurs and Matrials 2008: Activ and Passiv Smart Structurs and Intgratd Systms II, March 10-13, San Digo, CA. publishd in: Proc. SPIE Vol Arnold, D., 2007, Rviw of microscal magntic powr gnration, IEEE Transactions on Magntics, Vol. 43, pp Bby, S. P., Torah, R. N., Tudor, M. J., Glynn-Jons, P., O Donnll, T., Saha, C. R. and Roy, S., 2007, A micro lctromagntic gnrator for vibration nrgy harvsting, Journal of Micro-lctromchanical Enginring, Vol. 17, pp Bisplinghoff, R.L., Ashly, H. & Halfman, R.L., 1955, Arolasticity, Addinson-Wsly Publishing Co., Inc. Bisplinghoff, R.L. & Ashly, H., 1962, Principls of Arolasticity, Dovr Publications Inc, Unitd Stats of Amrica, 527p. Cook-Chnnault, K. A., Thambi, N. and Sastry, A. M., 2008, Powring MEMS portabl dvics a rviw of nonrgnrativ and rgnrativ powr supply systms with mphasis on pizolctric nrgy harvsting systms, Smart Matrials and Structurs D Marqui, Jr., C., Erturk, A., and Inman, D.J., 2009a, An Elctromchanical Finit Elmnt Modl for Pizolctric Enrgy Harvstr Plats, Journal of Sound and Vibration (artigo acito m publicação, DOI: /j.jsv ). D Marqui, Jr., C., Erturk, A., and Inman, D.J., 2009b, Pizo-Aro-Elastic Modling and Analysis of a Gnrator Wing, Smart Matrials and Structurs (in rviw). Erturk, A. and Inman, D.J., 2008, A Distributd Paramtr Elctromchanical Modl for Cantilvrd Pizolctric Enrgy Harvstrs, ASME Journal of Vibration and Acoustics, 130, Fung, Y.C., 1955, Th thory of arolasticity. John Wily & Sons Inc, Estados Unidos, 490p. Glynn-Jons, P., Tudor, M.J., Bby, S. P. and Whit, N. M., 2004, An lctromagntic, vibration-powrd gnrator for intllignt snsor systms, Snsors and Actuators, Vol. A 110, pp Manna, B. P. and Sims, N. D., 2009, Enrgy harvsting from th nonlinar oscillations of magntic lvitation, Journal of Sound and Vibration, Vol. 319, pp Mitchson, P., Miao, P., Start, B., Yatman, E., Holms, A. and Grn, T., 2004, MEMS lctrostatic micro-powr gnrator for low frquncy opration, Snsors and Actuators A, Vol. 115, pp Sodano, H. A., Park, G., and Inman, D. J., 2004, Estimation of ElctricCharg Output for Pizolctric Enrgy Harvsting, Strain, 40, pp Thodorsn, T. and Garrick, I.E., 1942, Fluttr Calculations in Thr Dgrs of Frdom NACA Rport No. 741, p DIREITOS AUTORAIS Os autors são os únicos rsponsávis plo contúdo do matrial imprsso incluído no su trabalho.

9 MODELING AND EXPERIMENTAL VERIFICATION OF A PIEZO-AERO- ELASTIC HARVESTER Anicézio, Marcla d Mlo, marcla.aniczio@usp.br 1 Viira, Wandr Gustavo Rocha, wandrgrv@gmail.com 1 Tristão, Saulo Franclino, tristao.saulo@gmail.com 1 D Marqui, Carlos, Jr, dmarqui@sc.usp.br 1 1 Univrsity of Sao Paulo, Enginring School of Sao Carlos, Dpartamnt of Aronautics Enginring, Trabalhador sao-carlns Av., 400, , Sao Carlos,SP, Brazil. Abstract: Arolastic phnomna ar a novl opportunity for vibration basd nrgy harvsting. Fluttr is a dynamic arolastic instability which involvs th intraction of arodynamic, lastic and inrtial forcs yilding to undsird oscillatory bhavior that can lad to th failur of a structur. Howvr, fluttr also has grat potntial for xtracting nrgy from th wind and its convrsion into usabl lctrical nrgy. Th convrsion of ambint vibration nrgy to usabl lctrical nrgy is th dfinition of vibration basd nrgy harvsting. Th rcnt litratur shows that pizolctric transduction has rcivd th most attntion for vibration-basd nrgy harvsting. Authors hav pointd out th pizo-arolastic gnrators as an altrnativ for th traditional wind turbins in urban aras. In this papr th pizo-aro-lastic modling of a typical sction is prsntd for nrgy harvsting. Pizocramics ar addd to th plung dgr of frdom of th typical sction and a rsistiv lctrical load is considrd in th lctrical domain. Th arodynamic modl is accomplishd with th unstady lumpd vortx modl. Th pizo-aro-lastic quations ar solvd in th stat spac. Pitch and plung displacmnts as wll as lctrical output (lctrical powr gnratd) ar obtaind for diffrnt airflow spds and load rsistancs. In addition to th powr gnration, th ffct of rsistiv shunt damping on th pizo-aro-lastic rspons of th typical sction is invstigatd. An xprimntal fluttr typical sction modl with lctromchanical coupling in th plung dgr of frdom is also prsntd. Wind tunnl vrifications ar prformd and compard to th modl prdictions. Kywords: nrgy harvsting, arolasticity, pizoarolasticity, pizolctricity