برداشت انرژی با استفاده از تیر بایمورف متخلخل با لایه پیزوالکتریک تحت ارتعاشات القایی ناشی از جریان سیال خارجی

در این تحقیق به مطالعه برداشت انرژی توسط تیرهای متخلخل واقع در معرض جریان سیال خارجی پرداخته می شود. معادلات دیفرانسیل غیرخطی الکترومکانیکی کوپل حاکم بر رفتار ارتعاشات عرضی تیر متخلخل واقع در معرض جریان سیال خارجی با استفاده از تیوری تیر اویلر-برنولی استخراج شده است. تیر متخلخل یکسرگیردار با جرم متمرکز در انتهای آن که مجهز به یک لایه پیزوالکتریک در سطح بالایی خود است، به عنوان برداشت کننده انرژی در نظر گرفته شده و بعد از حل عددی معادلات غیرخطی حاکم به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر انرژی تولید شده پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که در ناحیه قفل شدگی میزان برداشت انرژی حداکثر مقدار دارد. همچنین، توزیع تخلخل تاثیر قابل ملاحظه ای بر حداکثر دامنه نوسانات و همچنین انرژی برداشت شده توسط تیر متخلخل دارد و ناحیه قفل شدگی برای تیر با توزیع تخلخل متقارن، توزیع تخلخل نامتقارن و توزیع تخلخل یکنواخت در محدود سرعت  می باشد. علاوه بر این، به ازای مقاومت الکتریکی kΩ 1000، حداکثر ولتاژ تولید شده برای تیر با توزیع تخلخل متقارن به صورت سخت شوندگی در جداره، توزیع تخلخل نامتقارن و توزیع تخلخل یکنواخت به ترتیب برابر با V 0/39، V 0/44 و V 0/57 می باشد که نشان دهنده بیشترین قابلیت برداشت انرژی مربوط به تیر با توزیع تخلخل نوع سوم می باشد.