Comsol 考虑波导的二维星形空穴型声子晶体线缺陷压电能量收集优化方案

参考文献：Yang X , Zhong J , Xiang J .Optimization scheme for piezoelectric energy harvesting in line-defect for 2D starlike hole-type phononic crystals considering waveguides[J].AIP Advances, 2022, 12(1):-.

利用声子晶体(PnC)增强弹性波能收集是电弹性系统研究的热点。压电能量收集(PEH)是通过将压电换能器(PZT)盘附加在具有线缺陷的二维星形孔型PnC上实现的。波导和能量定位将导致利用PnC打开的完整带隙放大可收集的机械能。对于给定的线缺陷PnC结构，发现PEHl器件的两个几何参数(PZT盘的直径和厚度)是影响能量收集性能的关键因素。因此，采用有限元法，通过数值实验设计，获得PZT盘的最佳直径和厚度。利用这两个最优几何参数，本发明的PEH器件的电功率放大比是采用相同外尺寸薄板的PEH器件的26.7倍。

一、搭建模型

二、网格划分

三、边界条件

在开环条件下(100 MΩ)进行扫频计算时，输出电压在62.50-64.50 kHz频率范围内的频响函数。最大输出电压出现在63.67 kHz，而不是目标缺陷频带频率63.90 kHz。这种差异可能是由于PZT盘的质量和刚度的影响以及铝板阻尼的影响。最大输出电压和最大输出功率分别为4 V和0.76 mW分别为63.67 kHz。在63.90 kHz时输出电压和输出功率分别为2.55 V和0.343 mW。在开路条件下，位移场在63.67 kHz频率[和63.90 kHz频率下进行研究。两个频率下z方向的位移场。系统最大位移为120 nm，可直接观察到弹性波局域于线缺陷处的现象。

• 有需要源文件和定制讲解视频的可以与我们联系，优惠不断；