بهینه‌سازی شکل یک تیر تک لایه پیزوالکتریک برداشت کننده انرژی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

3 دانشجوی کارشناسی ارشد / سازه‌های هوایی، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی

doi
چکیده

با رشد روزافزون تکنولوژی و جمعیت، نیاز بشر به منابع انرژی مدام در حال افزایش است. منابع انرژی تجدیدپذیر بهترین گزینه برای تامین این نیازها هستند. استفاده از مواد پیزوالکتریک برای تبدیل ارتعاشات محیط به انرژی الکتریکی یکی از راه کارهای موجود است. در مقاله حاضر، بهینه‌سازی از نوع شکل برای تیر یکسر گیردار بایمورف صورت پذیرفته است. فرض شده است که این تیر تحت تحریک پایه هارمونیک قرار دارد. در این مقاله سیستم برداشت انرژی به همراه مدار الکتریکی در نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی شده است. در این نرم‌افزار شتابی به صورت هارمونیک و با فرکانس‌های مختلف به تکیه‌گاه تیر وارد می­شود و در هر فرکانس تحریک، ولتاژ و جریان و توان الکتریکی سیستم بدست می‌آید و سپس سعی بر این بوده است که با تغییرات طول، عرض و نسبت ضخامت توان بیشتری حاصل شود. هدف این مقاله، به دست آوردن حالت بهینه‌تر برای ساختمان تیر جهت به دست آوردن توان بیشتر است. این امر معمولا از طریق روش‌های بهینه‌سازی صورت می‌گیرد. از بین چهار روش بهینه‌سازی که مورد مطالعه قرار گرفته روش بهینه‌سازی محدود توسط تقریب درجه دوم بهینه‌تر و هزینه محاسباتی کمتری ارائه می‌نماید. در این تحقیق روش‌های مختلف بهینه‌سازی همگی مرتبه صفر می‌باشند که فقط از مقدار تابع هدف استفاده می‌کنند.