کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7155173 1462606 2016 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Analysis of an operator-differential model for magnetostrictive energy harvesting
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل یک مدل اپراتور دیفرانسیل برای برداشت انرژی مغناطیسی
کلمات کلیدی
مواد مغناطیسی، هیسترزیس، برداشت انرژی، مشکلات بهینه سازی
ترجمه چکیده
ما یک مدل و تجزیه و تحلیل یک مشکل بهینه سازی برای یک دستگاه برداشت مغناطیسی ارائه می دهیم که انرژی مکانیکی فرآیند تکراری مانند ارتعاش مواد هوشمند را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند که سپس به بار الکتریکی عرضه می شود. این مدل ترکیبی از معادله دیفرانسیل توزیع شده برای یک مدار الکترونیکی ساده با یک مدل اپراتور برای قانون تشکیل پیچیده مواد مغناطیسی است. اپراتور بر مبنای فرمالیسم مدل پیش فرض پدیدارشناختی، اثرات اشباع غیرخطی و ضایعات هیسترزیس معمولی مواد مغناطیسی را در یک ترمودینامیکی سازگار توصیف می کند. ما اثبات صحت کامل سیستم اپراتور دیفرانسیل و ایجاد ثبات آرمپوتیک جهانی رژیم دوره ای تحت فشار مکانیکی دوره ای است که نشان دهنده ارتعاشات مکانیکی به علت شرایط مختلف محیطی است. سپس ما یک راه حل بهینه برای مشکل حداکثر سازی توان خروجی را با توجه به مجموعه ای از پارامترهای قابل کنترل (برای سیستم اجباری دوره ای) نشان می دهیم. نتایج تحلیلی با نمونه های عددی از یک راه حل بهینه ارائه شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
تجزیه و تحلیل یک مدل اپراتور دیفرانسیل برای برداشت انرژی مغناطیسی
چکیده انگلیسی
We present a model of, and analysis of an optimization problem for, a magnetostrictive harvesting device which converts mechanical energy of the repetitive process such as vibrations of the smart material to electrical energy that is then supplied to an electric load. The model combines a lumped differential equation for a simple electronic circuit with an operator model for the complex constitutive law of the magnetostrictive material. The operator based on the formalism of the phenomenological Preisach model describes nonlinear saturation effects and hysteresis losses typical of magnetostrictive materials in a thermodynamically consistent fashion. We prove well-posedness of the full operator-differential system and establish global asymptotic stability of the periodic regime under periodic mechanical forcing that represents mechanical vibrations due to varying environmental conditions. Then we show the existence of an optimal solution for the problem of maximization of the output power with respect to a set of controllable parameters (for the periodically forced system). Analytical results are illustrated with numerical examples of an optimal solution.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation - Volume 39, October 2016, Pages 504-519
نویسندگان
, , , , ,