کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4920132 1429083 2017 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A theoretical model for a piezoelectric energy harvester with a tapered shape
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل نظری برای یک ارزیاب انرژی پیزوالکتریک با شکل مخروطی
کلمات کلیدی
ارزیاب انرژی پیزوالکتریک، کانستر کانونی روش دیفرانسیل محدود
ترجمه چکیده
یک ارزیاب انرژی پیزوالکتریک ساخته شده از یک سطح کانال مخروطی که با تکه های پیزوالکتریک مرتبط شده است، برای استفاده از انرژی از ارتعاشات محیط توسعه داده شده است. در مقایسه با موجودی کنسول موجود در شکل یکنواخت در جهت طول، این برداشت محصول دارای کارایی بالاتر برداشت انرژی است زیرا حداکثر توان جمع آوری شده در هر پچ پیزوالکتریک بر روی کنسول می تواند به دست آید. مدل های فعلی موجود برای برداشت کنسول های کنسول ها به علت مشکل در برخورد با شکل مخروطی مورد استفاده قرار نمی گیرند. بدین ترتیب یک مدل دیفرانسیل محدود با توجه به مدل معادله دیفرانسیل تعریف شده با ضریب متغیر به منظور مدل سازی اره ساز مخروط برای ارزیابی کارایی آن طراحی شده است. تأثیرات برخی از ملاحظات عملی مانند هندسه سیلندر مخروطی و عرض پیزوالکتریک درسطح متوسط ​​مربع قدرت تولید شده مورد بحث قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدل توسعه یافته نشان می دهد که یک قدرت الکتریکی تا 70 برابر بیشتر از کنتاکتور های موجود در دسترس می تواند توسط برداشت محصول مخروطی به دست آید. این تحقیق یک مدل موثر برای ارزیابی راندمان بالا پنتیوالکتریک کانتیل های مخروطی در تولید انرژی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه علوم زمین و سیارات مهندسی ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی
چکیده انگلیسی
A piezoelectric energy harvester made of a tapered cantilever surface bonded with piezoelectric patches is developed to harness energy from ambient vibrations. Compared with the available cantilever harvester of a uniform shape in the length direction, this harvester has a higher energy harvesting efficiency since a maximum collected power at each piezoelectric patch on the cantilever can be achieved. The current available models for cantilever harvesters are not applicable for the new developed tapered harvester due to the difficulties in dealing with the tapered shape. A corresponding finite differential model is hence developed to model the tapered harvester for estimating its efficiency by examining a governing differential equation with variable coefficients. The influences of some practical considerations, such as the geometry of the tapered cantilever and the width of piezoelectric patches on the root mean square of the generated electric power, are discussed. The results from the developed model show that an electric power up to 70 times higher than the available uniform cantilever harvesters can be achieved by the tapered harvester. This research provides an effective model for evaluating the high efficiency of the piezoelectric coupled tapered cantilevers in energy harvesting.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Structures - Volume 144, 1 August 2017, Pages 19-25
نویسندگان
, , ,