【摘 要】
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利用气动弹性效应从气流中俘获能量的技术在近些年展现出巨大的应用潜力。本文以基于颤振机理的压电能量俘获器为研究对象,引入非线性磁力调节其势能阱,从而改善气动弹性系统
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(11672240,11072198)
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利用气动弹性效应从气流中俘获能量的技术在近些年展现出巨大的应用潜力。本文以基于颤振机理的压电能量俘获器为研究对象,引入非线性磁力调节其势能阱,从而改善气动弹性系统的动力学特性和能量俘获效率。利用几何非线性梁理论、非线性气动力模型、基尔霍夫定理以及哈密顿原理,推导建立了磁耦合气动弹性能量俘获器的力-电-磁耦合的非线性动力学模型。首次采用谐波平衡法对该动力学模型进行求解和理论分析,且得到的解析解与数值仿真结果相匹配,从而验证了谐波平衡法在求解该类模型的有效性。从势能阱的角度研究了非线性磁力参数对能量俘获效率的影响。本文采用的谐波平衡法能够快速准确地对气动弹性压电能量俘获器的极限环响应进行预测,该解析方法对能量俘获器的参数影响机理分析、结构优化设计等具有指导意义。
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