压电俘能/储能系统的非线性耦合作用及关键动力学行为研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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压电俘能/储能系统的非线性耦合作用及关键动力学行为研究

项目名称：压电俘能/储能系统的非线性耦合作用及关键动力学行为研究
项目类别：面上项目
批准号：10872074
申请代码：A020306
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2011-12-31

项目负责人：胡元太
负责人职称：教授
依托单位：华中科技大学
批准年度：2008

中文摘要：

通过整流界面连接压电结构与调节电路，建立了俘能过程/储能过程的非线性耦合模型，揭示了在多时间尺度上的多物理场相互作用规律及能量传递方法，分析了微型压电俘能结构的尺度效应，实现了压电俘能器的整体分析和全局优化。为了提高俘能效率，本项目在储能端引入Step-down型或Cuk型dc-dc转换器，使得压电结构能同时从强、弱环境振动中高效提取能量；在压电端引入并联SSHI，缩短压电结构的开路时间并延长闭路时间，可以将更多的机械能转换成电能。针对环境振动频率可能变化问题，本项目发展了偏场有限元，揭示了偏场诱导频率漂移规律，通过面内偏场实现了俘能结构的频率漂移，并且通过对多压电阵列的开闭控制实现了压电结构的多频特性，使得压电俘能器具有变频环境适应能力。最后进行了实验验证。另外，本项目还开展了一系列与压电俘能器相关的研究，包括压电谐振器、压电换能器和压电变压器等。三年执行期内已发表论文23篇，SCI收录12篇、EI收录18篇，两次承办重要的全国性学术会议。培养博士生2名、硕士生3名、博士后2名，其中，两名博士生获湖北省优秀博士论文奖，一名获得全国优秀博士学位论文提名奖。完成了项目预期的目标任务。

中文主题词：俘能器；压电结构；整流界面；调节电路；占空比

结论摘要：

英文主题词energy harvesters；piezoelectric structures；rectification interface；modulating circuit；duty cycle

成果综合统计