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  • 周志勇博士在期刊Applied Physics Letters上发表研究论文

    作者:朱培日期:2020年09月04日阅读量:

      

    河南大学土木建筑学院、钢与空间结构研究所周志勇博士在自然指数(NI)期刊Applied Physics Letters上发表了题为:Scavenging wind energy by a dynamic-stable flutter energy harvester with rectangular wing的研究论文,并被选为Editor’s Pick

        随着微机电系统的不断发展,低功耗微传感器、数据处理器等微型电子器件广泛应用到物联网(IoT)、建筑结构状态监测、无线传输、环境监测等领域。对于物联网、建筑状态监测,节点传感器的数量巨大;而环境监测,传感器往往处于危险、偏远的环境。这对于传感器的不间断能源供应,就提出了一个挑战。如何有效地从环境中获得绿色持续能源,为微机电节点提供能量,目前已成为国际上的一个研究热点。面对这个挑战,风能作为自然界中一种广泛存在、清洁无污染的可再生能源,具有很大的应用潜力。在对风能的利用方面,基于风致振动和智能材料的微型风能收集设备,具有结构简单、微型化、成本低、应用范围广等诸多优点,能够有效地解决分散式传感器网络的自供能问题。

    动态多稳态风能收集结构


    线性和动态多稳态系统的应变(左列)和电压(右列)响应


    本研究将多稳态特性应用于传统的颤振式结构,提出了一种动态多稳态风能量收集结构,这种结构在不同风速下具有动态的稳定特性。具体而言,在较低的风速下,系统呈现双稳态特性,在两个稳定的平衡状态发生阱间跳跃现象,跳跃时电压会出现脉冲幅值,从而增加风能收集效率;在较高的风速下,系统在中间位置出现了一个新的稳定平衡位置,系统由双稳态系统变为三稳态系统,通过在三个稳定平衡位置的阱间跳跃可实现密集的高电压输出,而且最大能量输出发生在三稳态状态下。

    河南大学土木建筑学院、钢与空间结构研究所周志勇博士是该论文的第一作者,河南大学是第一署名单位,西北工业大学秦卫阳教授是该论文的通讯作者。土木建筑学院着力于加强学科建设,不断加强科研工作投入力度,切实提升办学竞争力。


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