已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Dual-band piezoelectric acoustic energy harvesting by structural and local resonances of Helmholtz metamaterial

亥姆霍兹谐振器 声学 材料科学 亥姆霍兹自由能 共振(粒子物理) 超材料 电压 谐振器 声压 压电 声共振 物理 光电子学 原子物理学 量子力学
作者
Tianrun Li,Zhemin Wang,Hanjie Xiao,Zhimiao Yan,Cheng Yang,Ting Tan
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:90: 106523-106523 被引量:40
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106523
摘要

The current study on acoustic energy harvesting is based on a single-band vibroacoustic conversion performed by either structural resonance or local resonance. In this paper, we propose a Helmholtz acoustic metamaterial (HAM) piezoelectric device having dual-band acoustic energy harvesting characteristics. The Helmholtz resonator of the metamaterial amplifies both structural and local resonances. HAM is designed based on the Bloch theorem, plane wave expansion method, and electroacoustic impedance analogy. Numerical simulation is performed to show the sound pressure amplification effect of HAM. A piezoelectric disk is bonded on the point defect of the Helmholtz metamaterial for energy localization and conversion, and HAM is clamped on a self-made experimental platform by simply supported boundary conditions on four sides. The time–frequency image of the voltage output from the swept frequency experiment shows two distinct bands corresponding to the structural resonance frequency of 381 Hz with the band width of 45 Hz and the local resonance frequency of 1526 Hz with the band width of 290 Hz. The peak-to-peak power of HAM is 0.13 mW, and its peak-to-peak voltage is 3.2 V at 391 Hz with the sound pressure of 31 Pa. At the input sound pressure of 23.32 Pa and frequency of 1526 Hz, the output voltage and power are found to be 1.5 V and 0.11 mW, respectively. Under the same amplitude of the input sound pressure, the output power of HAM is found 12.7 times and 4.4 times higher than those of the traditional acoustic metamaterial in the structural and local resonance bands, respectively. Field tests validate the superiority of the designed structure. In the milling environment, the voltage–pressure transmission rate reaches 0.11 V/Pa. The acoustic energy wall composed of HAM will be capable to provide a power solution for an intelligent factory.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可靠的一手完成签到 ,获得积分10
刚刚
cc发布了新的文献求助10
6秒前
沉默的谷丝完成签到,获得积分10
7秒前
我口中说的永远完成签到,获得积分10
9秒前
EMM完成签到 ,获得积分10
10秒前
李健应助YW采纳,获得10
10秒前
nglmy77完成签到 ,获得积分10
12秒前
简单的沛蓝完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
Lucas应助典雅的面包采纳,获得10
14秒前
15秒前
yangjoy完成签到 ,获得积分10
15秒前
Oliaa发布了新的文献求助10
18秒前
吱吱吱吱完成签到 ,获得积分10
19秒前
我想毕业发布了新的文献求助10
20秒前
Yini应助心怡采纳,获得100
20秒前
大恐龙的噗噗完成签到,获得积分10
20秒前
lljye完成签到,获得积分10
22秒前
淡水痕完成签到,获得积分10
24秒前
LL完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
28秒前
boldhammer完成签到 ,获得积分10
28秒前
Bismarck完成签到,获得积分20
29秒前
nuonuo完成签到,获得积分10
30秒前
笑点低剑封完成签到,获得积分10
30秒前
爱喝酸奶完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
archer01发布了新的文献求助10
31秒前
33秒前
nuonuo发布了新的文献求助10
33秒前
new1完成签到,获得积分10
34秒前
sss完成签到 ,获得积分10
35秒前
Bismarck发布了新的文献求助10
36秒前
momo发布了新的文献求助10
36秒前
38秒前
俊逸的棒棒糖完成签到 ,获得积分10
39秒前
淡淡元蝶完成签到 ,获得积分10
41秒前
archer01完成签到,获得积分20
41秒前
戈屿完成签到 ,获得积分10
41秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5290829
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4442088
关于积分的说明 13829140
捐赠科研通 4324909
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2373887
邀请新用户注册赠送积分活动 1369261
关于科研通互助平台的介绍 1333341