通过具有新颖星形负扩展核心的双膜三明治板增强的流体浸入能量收集

本研究介绍了一种新颖的星形负扩展压电双膜高阶板，用于在流体环境中增强振动能量收集。该设计利用负泊松比（NPR）细胞核心来提高机械顺应性和能量转换效率。综合的多物理模型结合了流体-结构相互作用和机电动力学，使得能够推导出明确将电功率与负载电阻相关联的分析频率响应。模型表明，所提出的能量收集装置的功率输出约比传统负扩展核心高出13%，比传统铝基能量收集器高出172%。详细的参数化研究揭示了星形几何的NPR、材料属性和尺寸如何协同增强性能和可调性。这些结果验证了星形负扩展超材料作为高效、可调节的压电能量收集器在复杂工程应用中的优越设计。