崔小斌博士答辩公告

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发布时间:2016-03-15浏览次数:1715作者:来源:机电学院供图:审核:

答辩博士：崔小斌

导师：胡俊辉教授

论文题目：基于压电效应的声波能量收集装置

答辩委员会：

答辩时间：2016年3月21日 2:30-5:30

答辩地点：南航明故宫校区9#506

学位论文简介：

本文的主要内容是利用声学超构材料和压电效应，设计验证了多种类型的声能压电发电机和振动压电发电机，并对发电机进行了理论分析、实验测试以及性能优化。

具体研究工作包括：

1.设计并验证了一种基于反射声栅结构的声能压电发电机。

2.基于两种声学围栏结构设计并验证了两种声能压电发电机。

3.设计并验证了一个可以收集次声频率振动能量的单摆压电发电机。

4.研究了交流压电发电机经标准全波整流后给储能电容充电时，在给定充电时间条件下储能电容的最优值问题，以及该最优储能电容值与压电发电机等效电路参数的关系。

主要创新点如下：

1.提出一种基于亚波长反射声栅结构和压电材料设计的声能发电机，该发电机可以工作在亚波长范围内。

2.提出椭圆和圆环两种安装在固体薄板表面的声学围栏结构，并基于两种声学围栏结构设计了用来收集薄板内传播的声波能量的宽带压电发电机。

3.设计了一个可以收集次声频率振动能量的单摆压电发电机，该发电机可以收集低于10Hz频率的振动能量。建立了一个包括冲击、振动、压电和电路多物理场耦合的有限元模型，利用该模型对该发电机进行了仿真研究。此外，通过理论计算和有限元法对压电悬臂梁结构做了优化分析。

4.利用PSPICE电路仿真软件和等效电路法对压电能量收集电路中的储能电容进行了仿真分析和研究，并通过实验进行了验证。通过优化储能电容值，可以提高发电机的能量输出性能。