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压电-电磁复合振动俘能器的耦合负载特性及俘能性能
被引量:
5
1
作者
张振振
娄军强
+3 位作者
贾振
任枭荣
王涛
魏燕定
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期459-466,共8页
基于环境振动的俘能装置作为自供能微电源可以有效避免对外部电源的依赖。提出了一种新型的两端固支式低频压电-电磁复合振动俘能装置。理论推导了复合俘能系统的耦合动力学模型及俘能性能方程。利用搭建的实验平台分别研究了单一压电...
基于环境振动的俘能装置作为自供能微电源可以有效避免对外部电源的依赖。提出了一种新型的两端固支式低频压电-电磁复合振动俘能装置。理论推导了复合俘能系统的耦合动力学模型及俘能性能方程。利用搭建的实验平台分别研究了单一压电式、单一电磁式以及复合俘能装置不同激励加速度、频率以及两个支路不同外接负载下的耦合负载特性及俘能性能。实验结果表明:在基础振动加速度0.5g,压电、电磁支路外接最佳匹配阻抗50kΩ和30Ω的条件下,压电俘能支路,电磁俘能支路以及复合俘能装置最大谐振俘能输出功率分别为1.05,7.18及8.23mW。与单一形式的俘能装置相比,提出的复合俘能器提高了俘能效率,并具有一定的宽频俘能特性。
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关键词
复合俘能装置
压电式俘能
电磁式俘能
振动俘能
负载特性
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职称材料
宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理
被引量:
2
2
作者
林煌旭
任枭荣
+1 位作者
娄军强
贾振
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期881-887,1020,1021,共9页
提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1000V,频率为17.7和3Hz...
提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1000V,频率为17.7和3Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45mm,水下最大摆幅峰峰值13mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况,从推进器端部观察到的“反卡门涡街”结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持。
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关键词
仿生水下推进器
宏压电纤维复合材料
身体/尾鳍谐振式推进
计算流体力学分析
反卡门涡街
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职称材料
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
被引量:
7
3
作者
任枭荣
娄军强
+3 位作者
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第20期214-221,230,共9页
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,...
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,BCF)游动推进模式,提出了一种MFC致动的仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器。在峰值1000 V、频率7.5 Hz的简谐激励电压下,试验测得推进器末端水下最大摆速154.5 mm/s。采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)分析了推进器摆动过程中周围流场分布及变化情况。仿真结果表明,推进器在稳定推进阶段产生的瞬时最大推进力和平均推进力分别为9.8m N和4.22m N,与Lighthill细长体理论一致;同时从推进器周围的周期平均流场结构中观察到了一片流速约为推进器结构最大摆速2倍的高速流场区域,且始终存在着一对对称分布、旋向相反的涡环结构沿着推进器顺流而下,因此产生一股高速水流从推进器尾部喷射而出,而推进器在高速水流的反作用力下向前推进,从而揭示了仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器的流固耦合特性和推进机理。
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关键词
锦鲤尾鳍
水下推进器
MFC
流固耦合
BCF推进模式
原文传递
题名
压电-电磁复合振动俘能器的耦合负载特性及俘能性能
被引量:
5
1
作者
张振振
娄军强
贾振
任枭荣
王涛
魏燕定
机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室
国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期459-466,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51505238,51805276,61703217)
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E050007)
宁波市自然科学基金资助项目(2019A610112)
文摘
基于环境振动的俘能装置作为自供能微电源可以有效避免对外部电源的依赖。提出了一种新型的两端固支式低频压电-电磁复合振动俘能装置。理论推导了复合俘能系统的耦合动力学模型及俘能性能方程。利用搭建的实验平台分别研究了单一压电式、单一电磁式以及复合俘能装置不同激励加速度、频率以及两个支路不同外接负载下的耦合负载特性及俘能性能。实验结果表明:在基础振动加速度0.5g,压电、电磁支路外接最佳匹配阻抗50kΩ和30Ω的条件下,压电俘能支路,电磁俘能支路以及复合俘能装置最大谐振俘能输出功率分别为1.05,7.18及8.23mW。与单一形式的俘能装置相比,提出的复合俘能器提高了俘能效率,并具有一定的宽频俘能特性。
关键词
复合俘能装置
压电式俘能
电磁式俘能
振动俘能
负载特性
Keywords
hybrid energy harvester
piezoelectric energy harvester
electromagnetic energy harvester
vibration based energy harvesting
load effect
分类号
TN712.5 [电子电信—电路与系统]
下载PDF
职称材料
题名
宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理
被引量:
2
2
作者
林煌旭
任枭荣
娄军强
贾振
机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室
出处
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期881-887,1020,1021,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51505238,51805276,61703217)
浙江省自然科学基金资助项目(LY20E050007)
宁波市自然科学基金资助项目(2019A610112)。
文摘
提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1000V,频率为17.7和3Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45mm,水下最大摆幅峰峰值13mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况,从推进器端部观察到的“反卡门涡街”结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持。
关键词
仿生水下推进器
宏压电纤维复合材料
身体/尾鳍谐振式推进
计算流体力学分析
反卡门涡街
Keywords
biomimetic underwater propeller
macro fiber composites(MFC)
body or caudal fin(BCF)oscillating propulsion
computational fluid dynamics(CFD)analysis
anti-Karman vortex street
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
下载PDF
职称材料
题名
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
被引量:
7
3
作者
任枭荣
娄军强
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙江大学工业控制技术国家重点实验室
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第20期214-221,230,共9页
基金
国家自然科学基金(51505238,61703217,51805276)
浙江省自然科学基金(LQ18E050003)
浙江大学工业控制技术国家重点实验室开放课题(ICT1800390)资助项目
文摘
宏压电纤维复合材料(Macrofiber composite,MFC)克服了传统压电材料在韧性和脆性方面的不足,具有驱动变形大、柔韧性好且防水性好的优点,在仿生变形驱动领域具有广泛的应用前景。模仿锦鲤鱼类的形态特征和身体/尾鳍(Body or caudal fin,BCF)游动推进模式,提出了一种MFC致动的仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器。在峰值1000 V、频率7.5 Hz的简谐激励电压下,试验测得推进器末端水下最大摆速154.5 mm/s。采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)分析了推进器摆动过程中周围流场分布及变化情况。仿真结果表明,推进器在稳定推进阶段产生的瞬时最大推进力和平均推进力分别为9.8m N和4.22m N,与Lighthill细长体理论一致;同时从推进器周围的周期平均流场结构中观察到了一片流速约为推进器结构最大摆速2倍的高速流场区域,且始终存在着一对对称分布、旋向相反的涡环结构沿着推进器顺流而下,因此产生一股高速水流从推进器尾部喷射而出,而推进器在高速水流的反作用力下向前推进,从而揭示了仿鲤鱼尾鳍式小型水下推进器的流固耦合特性和推进机理。
关键词
锦鲤尾鳍
水下推进器
MFC
流固耦合
BCF推进模式
Keywords
caudal fin of koi fish
underwater propulsion
macro fiber composite(MFC)
fluid-structure Interaction
body or caudal fin(BCF)mode
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
压电-电磁复合振动俘能器的耦合负载特性及俘能性能
张振振
娄军强
贾振
任枭荣
王涛
魏燕定
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
5
下载PDF
职称材料
2
宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理
林煌旭
任枭荣
娄军强
贾振
《振动.测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
3
压电纤维致动的仿鲤鱼尾鳍式小型推进器的摆动特性及流固耦合机理
任枭荣
娄军强
贾振
杨依领
陈特欢
孟浩锋
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
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