膜挠曲电是一种机电耦合过程,描述了电场作用下由于弯曲和弯曲引起的膜极化。在本文中,我们提出了一种机械能量收集系统,该系统由一个可变形柔性电薄膜组成,该薄膜受到来自接触体流体的谐波作用力。对能量采集器的关键要素进行了阐述和描述,包括(i)机械-电能转换效率,(ii)连接流体力与薄膜曲率和电位移的机电形状方程,以及(iii)发电和效率。能量转换效率是指柔性电耦合与电弹性和弯曲弹性乘积的比值。该装置由耦合到电位移方程的二阶曲率动力学描述,因此产生机械功率吸收,共振峰值的振幅随弯曲粘度降低。发电量与转换系数成正比,功率效率随频率降低。在高弯曲粘度下,功率效率随转换因子增加而增加,而在低粘度下,其随转换因子降低。提出的理论结果有助于正在进行的通过固液相互作用和机电转导从流体流动能量中获取机械能的实验工作。
内政部:https://doi.org/10.103/PhysRevE.87.022505