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IJMSD | 西北工业大学周生喜教授等:基于颤振的风能俘获技术研究进展

已有 941 次阅读 2023-8-22 09:57 |个人分类:IJMSD|系统分类:论文交流

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图 文 导 读

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图1 典型的翼型颤振能量采集器(FEH):(A)典型翼型FEH的二自由度模型,(B)压电翼型FEH, (C)电磁翼型FEH


与传统的风力发电机技术不同,风致振动能量俘获技术可将环境中的微弱风能进行有效俘获,具有解决特定应用环境(如偏远地区和山区等)中无线传感器及低功耗机电设备自供电问题的潜力。基于颤振的风能俘获技术是风致振动能量俘获技术的重要研究方向之一,近年来受到国内外学者的广泛关注,已成为研究热点。

西北工业大学李支援博士、周生喜教授和杨智春教授在《国际机械系统动力学学报(英文)》(International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD)共同发表“基于颤振的风能俘获技术研究进展”综述。该文回顾了基于翼型结构、基于平板结构和基于柔性体结构这3种颤振式风能俘获器的理论模型和实验研究进展;将颤振式风能俘获器性能增强方法分为3类:结构改进与优化、引入非线性和复合式结构与机制,并进行综述;最后,总结目前基于颤振的风能俘获技术面临的主要挑战,讨论了未来研究的发展方向。


  Different from the traditional wind turbine technology, wind-induced vibration energy harvesting technologies could efficiently harvest energy from weak wind, and potentially solve the challenging issue of power supply for wireless sensors and low-powered devices used in special application environment (such as remote area, mountainous area, etc.). As one of the wind-induced vibration energy harvesting technologies, flutter-based wind energy harvesting technology has received a lot of attention from researchers. It can be a potential alternative to traditional batteries and has become a research hotspot in recent years.


  Mr. Zhiyuan Li, Prof. Shengxi Zhou and Prof. Zhichun Yang at School of Aeronautics in Northwestern Polytechnical University jointly presented a review entitled “Recent progress on flutter-based wind energy harvesting”, which was published in the International Journal of Mechanical System Dynamics (IJMSD) in 2022. Recent researches on three types of flutter-based energy harvesters (FEHs) including airfoil-based, flat plate-based, and flexible body-based FEHs are reviewed, and related concepts and theoretical models are introduced. The recent progress in FEH performance enhancement methods is classified into structural improvement and optimization, introduction of nonlinearity, and hybrid structures and mechanisms. Finally, the main FEH challenges are summarized, and future research directions are discussed.


Keywords:

dynamics, flutter, performance enhancement, wind energy harvesting, working principle

DOI: 10.1002/msd2.12035

Share this article:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/msd2.12035

Cite this article: Li Z, Zhou S, Yang Z. Recent progress on flutter-based wind energy harvesting. Int J Mech Syst Dyn. 2022; 2(1): 82-98.


该文亮点:

  1. 回顾了3种颤振式风能俘获器的理论模型和实验研究进展;

  2. 分3类综述了颤振式风能俘获器性能增强方法;

  3. 总结目前基于颤振的风能俘获技术面临的主要挑战,并展望未来研究方向。


Highlights:

  1. Three types of flutter-based energy harvesters (FEHs) are reviewed.

  2. The recent progress in FEH performance enhancement methods is classified.  

  3. The main FEH challenges are summarized, and future research directions are discussed.


作 者 简 介

undefined李支援 西北工业大学航空学院在读博士生。主要从事风致振动能量俘获及振动抑制相关的结构设计、理论建模和动力学分析等研究。


周生喜.jpg周生喜 西北工业大学航空学院教授、博士生导师,中国振动工程学会理事、中国力学学会及中国振动工程学会对外交流与合作工作委员会委员、ASME Energy Harvesting Technical Committee委员、《推进技术》编委,主持国家自然科学基金等项目。主要从事振动能量俘获等研究,研究成果及学术观点发表在《力学学报》、JouleApplied Physics ReviewsJournal of Sound and Vibration (JSV)、Nonlinear Dynamics (ND)等国内外权威期刊。


杨智春.jpg杨智春 西北工业大学航空学院教授、博士生导师,中国振动工程学会常务理事,中国航空学会理事、《航空工程进展》常务副主编,Chinese Journal of Aeronautics (CJA)、Space: Science & Technology、《航空学报》、《振动工程学报》、《振动与冲击》编委。入选教育部新世纪优秀人才计划。先后主持完成国家自然科学基金等项目50余项。主要从事结构动力学、气动弹性力学研究。研究成果发表在《航空学报》、《力学学报》、CJAJSVJournal of the Mechanics and Physics of Solids (JMPS)、Mechanical Systems and Signal Processing (MSSP)、NDComputers & Structures (CS)等国内外权威期刊。


期 刊 简 介

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IJMSD由来自18个国家的20位院士、17位国际学会主席、20位国际期刊主编等69位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。主编为南京理工大学芮筱亭院士,3位合作主编分别是加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士,国际理论与应用力学联盟(IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院两院院士、英国皇家学会外籍院士、欧洲科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士

IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准,为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学,所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构,还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

目前,IJMSD 已被ESCl, Scopus, Inspec, DOAJ等收录。2023年免收出版费,并为已录用稿件免费提供专业语言润色服务,欢迎全球科学家投稿交流。


期刊主页:

https://onlinelibrary.wiley.com/journal/27671402

投稿网址:

https://mc.manuscriptcentral.com/ijmsd

编辑部邮箱:office@ijmsd.net


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