Broadband piezoelectric vibration energy harvesting using a nonlinear energy sink
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A piezoelectric vibration energy harvester (PVEH) is capable of converting waste or undesirable ambient vibration energy into useful electric energy. However, conventional PVEHs typically work in a narrow frequency range, leading to low efficiency in practical application. This work proposes a PVEH based on the principle of the nonlinear energy sink (NES) to achieve broadband energy harvesting. An alternating current circuit with a resistive load is first considered in the analysis of the dynamic properties and electric performance of the NES-based PEVH. Then, a standard rectifying direct current (DC) interface circuit is developed to evaluate the DC power from the PVEH. To gain insight into the NES mechanism involved, approximate analysis of the proposed PVEH systems under harmonic excitation is sought using the mixed multi-scale and harmonic balance method and the Newton–Raphson harmonic balance method. In addition, an equivalent circuit model (ECM) of the electromechanical system is derived and circuit simulations are conducted to explore and validate the energy harvesting and vibration absorption performance of the proposed NES-based PVEH. The response is also compared with that obtained by direct numerical integration of the equations of motion. Finally, the optimal resistance to obtain the maximum DC power is determined based on the Newton–Raphson harmonic balance method and validated by the ECM. In general, the NES-based PVEH can absorb the vibration from the primary structure and collect electric energy within a broad frequency range effectively.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».