On the modeling methods of small-scale piezoelectric wind energy harvesting

Liya Zhao; Yaowen Yang

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자료유형: 학술저널

저자정보: Liya Zhao (Nanyang Technological University) Yaowen Yang (Nanyang Technological University)

저널정보: 국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.19 No.1

발행연도: 2017.1

수록면: 67 - 90 (24page)

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The interdisciplinary research area of small scale energy harvesting has attracted tremendous interests in the past decades, with a goal of ultimately realizing self-powered electronic systems. Among the various available ambient energy sources which can be converted into electricity, wind energy is a most promising and ubiquitous source in both outdoor and indoor environments. Significant research outcomes have been produced on small scale wind energy harvesting in the literature, mostly based on piezoelectric conversion. Especially, modeling methods of wind energy harvesting techniques plays a greatly important role in accurate performance evaluations as well as efficient parameter optimizations. The purpose of this paper is to present a guideline on the modeling methods of small-scale wind energy harvesters. The mechanisms and characteristics of different types of aeroelastic instabilities are presented first, including the vortex-induced vibration, galloping, flutter, wake galloping and turbulence-induced vibration. Next, the modeling methods are reviewed in detail, which are classified into three categories: the mathematical modeling method, the equivalent circuit modeling method, and the computational fluid dynamics (CFD) method. This paper aims to provide useful guidance to researchers from various disciplines when they want to develop and model a multi-way coupled wind piezoelectric energy harvester.

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Abdelkefi, A. / 2012 / Global nonlinear analysis of piezoelectric energy harvesting from ambient and aeroelastic vibrations

Abdelkefi, A. / 2016 / Aeroelastic energy harvesting : A review / IJES 100:112~135

Abdelkefi, A. / 2013 / Performance enhancement of wing-based piezoaeroelastic energy harvesting through freeplay nonlinearity / Theor. Appl. Mech. Lett 3(4):041001

Abdelkefi, A. / 2012 / Sensitivity analysis of piezoaeroelastic energy harvesters / J. Intel. Mat. Syst. Str 23(13):1523~1531

Abdelkefi, A. / 2012 / Phenomena and modeling of piezoelectric energy harvesting from freely oscillating cylinders / Nonlinear Dynam 70(2):1377~1388

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Liya Zhao

소속기관 Nanyang Technological University

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