An analytic study of vibrational energy harvesting using piezoelectric tiles in stairways subjected to human traffic

多谐振荡器 能量收集 非线性系统 压电 海军 功率(物理) 导线 能量(信号处理) 堆栈(抽象数据类型) 声学 计算机科学 物理 电气工程 工程类 热力学 电压 法学 大地测量学 量子力学 地理 程序设计语言 政治学
作者
Connor Edlund,Subramanian Ramakrishnan
出处
期刊:European Journal of Applied Mathematics [Cambridge University Press]
卷期号:30 (5): 968-985 被引量:12
标识
DOI:10.1017/s095679251800058x
摘要

This work investigates analytically, the use of piezoelectric tiles placed on stairways for vibrational energy harvesting – harnessing electrical power from natural vibrational phenomena – from pedestrian footfalls. While energy harvesting from pedestrian traffic along flat pathways has been studied in the linear regime and realised in practical applications, the greater amounts of energy naturally expended in traversing stairways suggest better prospects for harvesting. Considering the characteristics of two types of commercially available piezoelectric tiles – Navy Type III and Navy Type V – analytical models for the coupled electromechanical system are formulated. The harvesting potential of the tiles is then studied under conditions of both deterministic and carefully developed random excitation profiles for three distinct cases: linear, monostable nonlinear and an array of monostable nonlinear tiles on adjacent steps with linear coupling between them. The results indicate enhanced power output when the tiles are: (1) placed on stairways, (2) uncoupled and (3) subjected to excitation profiles with stochastic frequency. In addition, the Navy Type V tiles are seen to outperform the Navy Type III tiles. Finally, the strongly nonlinear regime outperforms the linear one suggesting that the realisation of commercially available piezoelectric tiles with appropriately tailored nonlinear characteristics will likely have a significant impact on energy harvesting from pedestrian traffic.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
逍风完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
云岚发布了新的文献求助10
1秒前
可爱小张完成签到,获得积分20
5秒前
奥格诺发布了新的文献求助10
6秒前
小满发布了新的文献求助10
7秒前
寒子川完成签到 ,获得积分20
8秒前
果果完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
zxc关注了科研通微信公众号
11秒前
12秒前
CipherSage应助sycamore采纳,获得10
12秒前
win完成签到 ,获得积分10
13秒前
姜OMG发布了新的文献求助10
14秒前
ERIC完成签到,获得积分10
14秒前
萧子完成签到 ,获得积分10
15秒前
小怪兽发布了新的文献求助10
15秒前
大模型应助小满采纳,获得10
16秒前
17秒前
something完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
大个应助kangkang采纳,获得10
21秒前
21秒前
帅气西牛完成签到,获得积分10
22秒前
明遥发布了新的文献求助10
23秒前
MissingParadise完成签到 ,获得积分10
25秒前
姜OMG完成签到,获得积分10
25秒前
易晨曦发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
吴大王发布了新的文献求助10
26秒前
29秒前
高兴念真完成签到,获得积分10
30秒前
JJ发布了新的文献求助10
31秒前
31秒前
AllRightReserved应助咕噜肉采纳,获得10
33秒前
番薯区丧彪完成签到,获得积分10
33秒前
武安完成签到,获得积分10
34秒前
鲤鱼从安发布了新的文献求助10
34秒前
淡定怜阳发布了新的文献求助10
36秒前
活泼醉冬完成签到,获得积分10
37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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6513155
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306564
关于积分的说明 17746896
捐赠科研通 5615212
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924055
邀请新用户注册赠送积分活动 1901152
关于科研通互助平台的介绍 1762850