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A dual-beam piezo-magneto-elastic wake-induced vibration energy harvesting system for high-performance wind energy harvesting

引用

Science China(Technological Sciences) 2024年第1期67卷 221-239页

作者： MA XiaoQing ZHANG Hang margielewicz jerzy GĄSKA Damian WOLSZCZAK Piotr LITAK Grzegorz ZHOU ShengXi School of Aeronautics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China Research&Development Institute in Shenzhen Northwestern Polytechnical UniversityShenzhen 518057China Faculty of Transport and Aviation Engineering Silesian University of TechnologyKrasińskiego 8Katowice 40-019Poland Department of Automation Lublin University of TechnologyNadbystrzycka 36Lublin 20-618Poland

Wind-induced vibration energy harvesting has a great potential for utilizing wind energy to supply power for low-powered *** improve the working performance of energy harvesters effectively,a suitable structural design is *** paper proposes a dual-beam piezo-magneto-elastic wake-induced vibration energy harvesting system to enhance the functional performance of aeroelastic energy harvesters in environments with variable wind *** system contains two piezoelectric beams coupled by magnets(forming upstream and downstream energy harvesters),and each beam is attached with a foam cylinder.A corresponding dynamic model is provided,and output characteristics are obtained at different wind *** and experimental verification indicate that both upstream and downstream energy harvesters can realize efficient energy *** the wind speed exceeds a certain critical value,the amplitudes of the system’s displacement and voltage are *** wind speed threshold value is approximately 1.25 m/*** the wind speed and magnet spacing are 10.2 m/s and 20 mm,respectively,the output power of the system reaches 4.9×10^(−4)***,the wind speed threshold value of the proposed system can be adjusted by an equivalent nonlinear restoring force.

关键词： dual-beam structure piezoelectric energy harvester theoretical model nonlinear dynamics

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