کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6766496 512451 2016 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Energy harvesting from a piezoelectric biomimetic fish tail
ترجمه فارسی عنوان
برداشت انرژی از یک دم ماهی بیومیدیزه پیزوالکتریک
کلمات کلیدی
برداشت انرژی، شنا کردن ماهی، پیزوالکتریک، دستگاه خودپرداز، ارتعاش زیر آب،
ترجمه چکیده
درک الگوها و حرکات ماهی مهاجرت اغلب به برچسب هایی که در خارج و یا در داخل کاشته می شوند، تکیه می کنند. صرفه جویی در مصرف انرژی از شنا ماهی می تواند به پیشرفت هنر برچسب های ماهی، با افزایش طول عمر باتری و افزایش قابلیت های حسی خود، سود برساند. در اینجا، ما بررسی امکان سنجی برداشت انرژی انرژی زیر آب از ارتعاشات یک دم ماهی بیومیدیزه به خصوص مواد پیزوالکتریکی را مورد بررسی قرار می دهیم. ما پیشنهادی و آزمایشگاهی یک چارچوب مدل سازی را برای پیش بینی ارتعاش زیر آب دم و پاسخ پیزوالکتریک به دست می آوریم. دم به عنوان یک پرتو هندسی کوبه ای با خواص فیزیکی ناهمگن مدل سازی می شود و در ارتعاش دامنه وسیع در یک مایع غلیظ تحت آزمایش قرار می گیرد. تعاملات ساختار مایع از طریق یک عملکرد هیدرودینامیکی توصیف شده است که برای اضافه وزن و غیرخطی هیدرودینامیکی محاسبه شده است. برای نشان دادن مزیت عملی برداشت انرژی، ما توانایی یک ماژول ارتباطی بی سیم با استفاده از ارتعاش زیر آب دم که میزبان پیزوالکتریک است، ارزیابی می کنیم. انرژی الکتریکی تولید شده توسط پیزوالکتریک در طول واحدهای دم ذخیره شده و مورد استفاده قرار می گیرد تا دستگاه ارتباطی بی سیم را فعال کند. این آزمون اولیه، شواهد قانع کننده ای را برای پیشرفت های تکنولوژیکی آینده در مورد ماهی های مخصوص خود تولید می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی های تجدید پذیر، توسعه پایدار و محیط زیست
پیش نمایش مقاله
برداشت انرژی از یک دم ماهی بیومیدیزه پیزوالکتریک
چکیده انگلیسی
Understanding fish migratory patterns and movements often relies on tags that are externally or internally implanted. Energy harvesting from fish swimming may benefit the state of the art of fish-tags, by increasing their battery lifetime and expanding their sensory capabilities. Here, we investigate the feasibility of underwater energy harvesting from the vibrations of a biomimetic fish tail though piezoelectric materials. We propose and experimentally validate a modeling framework to predict the underwater vibration of the tail and the associated piezoelectric response. The tail is modeled as a geometrically tapered beam with heterogeneous physical properties, undergoing large amplitude vibration in a viscous fluid. Fluid-structure interactions are described through a hydrodynamic function, which accounts for added mass and nonlinear hydrodynamic damping. To demonstrate the practical benefit of energy harvesting, we assess the possibility of powering a wireless communication module using the underwater vibration of the tail hosting the piezoelectrics. The electrical energy generated by the piezoelectrics during the undulations of the tail is stored and used to power the wireless communication device. This preliminary test offers compelling evidence for future technological developments toward self-powered fish-tags.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Renewable Energy - Volume 86, February 2016, Pages 449-458
نویسندگان
, , , , , ,