学术前沿 | 蹦床效应与亥姆霍兹耦合声学超材料压电能量收集

文章预览

      声能收集技术因其为无线传感器供电的潜力而受到广泛关注。本文提出了一种亥姆霍兹耦合超材料，并引入了蹦床效应来实现高效的声能收集。首先，在超材料板上引入点缺陷，安装压电片，实现声能的集中和收集;然后，在缺陷位置引入亥姆霍兹谐振腔，放大声压，增强局部共振效果。最后，通过在结构中引入蹦床效应，进一步提高了能量收集性能。数值模拟结果表明，在有效声压为2 Pa、频率为1702 Hz的平面波激励下，所设计结构的峰值输出电压为0.64 V，峰值输出功率为1.99 μW。物理实验结果与数值模拟结果吻合，验证了结构的声能量收集性能。        为了有效地收集环境噪声能量，研制了一种新型的耦合共振声学超材料。首先，设计具有点缺陷的超材料结构，将能量集中在缺陷处。随后，设计并安装与超材料谐振频率相同的亥姆霍兹谐 ………………………………