بررسی تجربی و عددی اثر کاهش عرض بر توان خروجی تیر برداشت‌کننده انرژی پیزوالکتریک

Abstract

با توجه به این که منابع انرژی جهان رو به کاهش است برداشت انرژی رایگان از محیط پیرامون اهمیت و جایگاه خاصی پیدا کرده است. از مهمترین روش‌های برداشت انرژی از ارتعاشات محیطی برداشت انرژی از مواد پیزوالکتریک‌ می‌باشد و اخیرا محققان بر روی بهینه سازی این نوع برداشت کننده‌های انرژی متمرکز شده‌اند. در این مقاله به بررسی تجربی و عددی اثر کاهش عرض تیر بر میزان برداشت انرژی از تیر یکسرگیردار حامل پیزوالکتریکی که حرکت هارمونیک دارد، پرداخته شده است. در این پژوهش از یکی از جدیدترین مواد پیزوالکتریک بنام EAPap سلولزی استفاده شده است. در ابتدا یک تیر با عرض ثابت مورد بررسی قرار گرفته است و سپس دو تیر که عرض هر کدام نصف عرض تیر اولیه می‌باشند با همان شرایط مرزی به حالات موازی و سری مورد تحلیل واقع شده‌اند و در مرحله بعدی تیر واحد را به سه قسمت مساوی تقسیم کرده و حالات سری و موازی این تیرها مورد بررسی قرار گرفته‌اند و نتایج با دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده‌اند. ملاحظه می‌شود که اگر عرض یک تیر را به چند قسمت مساوی تقسیم کرده و چند تیر با عرض کمتر ایجاد شود و بصورت سری به یکدیگر متصل گردند، میزان برداشت انرژی در این حالت از تیر واحد اولیه به طور قابل توجهی بیشتر خواهد بود.