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具有结构、压电和电路强耦合的多层柔性压电储能装置的精确有限元建模。 (英语) Zbl 07868827号

摘要:多层柔性压电能量采集装置(FPED)是一种新型的未来采集技术,与常见的悬臂压电能量采集器相比,它具有高度的灵活性和轻质性。这种机械振动驱动的FPED是一种强耦合的多物理现象,涉及复合压电结构、压电材料中积累的电荷和连接到压电材料上的控制电路之间的复杂自然三元相互作用。高效和准确的计算解决方案对于分析这些机械振动驱动的FPED至关重要,以捕捉耦合现象的主要物理方面并准确预测输出电压。虽然文献中报道了一些常见的简单悬臂式压电能量采集器的数值模型,但对于分布的复杂材料、复杂几何形状和多层FPED,一个全三维强耦合模型涉及结构、压电、,电路现象尚未发展。使用分层分解方法开发了一种分区迭代算法,其中耦合的三个场分别求解,并通过回路联合集成技术进行耦合,该技术可提供高效准确的FPED仿真。仿真结果与实验结果吻合良好。本研究为分区迭代有限元耦合算法的自然扩展提供了基础,以模拟未来涉及结构、压电和电路现象强耦合的压电能量采集技术。

MSC公司:

74英尺xx英寸 固体力学与其他效应的耦合
74Sxx型 固体力学中的数值方法和其他方法
7600万 流体力学基本方法
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全文: 内政部

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