基于边界态的压电振动能量收集方法及其实验验证
作者单位：南京航空航天大学航空学院 直升机动力学全国重点实验室
会议名称：《第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）》
会议日期：2023年
学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程]
摘 要：传统的能量汇聚型超材料/声子晶体能量收集方法对局部缺陷十分敏感,使得其鲁棒性较差。近年来在拓扑超材料/声子晶体中发现的边界态,因其同时具有能量汇聚和缺陷免疫特性,有望大幅提高超材料能量收集技术的鲁棒性。本文首先提出了一种基于拓扑声子晶体的能量收集结构,研究了其模态翻转与拓扑边界态特性,分析了不同构造方式对边界态的影响规律。结果表明,布拉格散射禁带的宽度与边界态的输出功率成反比关系。进一步研究子结构的非对称性对边界态与输出功率的影响,并提出了一种基于非对称子结构设计的输出功率提升方法。最后,通过实验验证了边界态的能量收集性能和功率提升方法的有效性。