Analysis of bimorph piezoelectric beam energy harvesters using superconvergent element
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Notice bibliographique
Résumé
Cantilever-based piezoelectric energy harvesters have been utilized as structures to extract mechanical energy from the ambient mechanical vibrations and transfer it into the electrical output. In this article, the performance of bimorph piezoelectric beam energy harvesters is investigated. The cantilever beam is modeled by using both Timoshenko and Euler–Bernoulli beam theories. The equations are discretized using the conventional finite element method and superconvergent element. Besides the high rate of convergence, easy switching between the above beam theories is enabled by such type of element. The current model is presented for a Timoshenko beam model, but it could as well be used for a Euler–Bernoulli beam model. In addition, voltage, current, and power frequency response functions for different ranges of load resistance varying from the short-circuit to open-circuit conditions are determined to reach the maximum values. Effects of the slenderness ratio and the required beam model based on the geometric properties of the piezoelectric energy harvesters are discussed in the final part of this study. The results show that only for smaller values of the slenderness ratio (below 5), it is necessary to model the beam using the Timoshenko assumptions; otherwise both beam theories provide approximately the same responses.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 découle