基于边界态的压电振动能量收集方法及其实验验证

【作者】 陆方杰； 蓝春波； 张璐； 陆洋；

【机构】 南京航空航天大学航空学院； 直升机动力学全国重点实验室；

【摘要】 传统的能量汇聚型超材料/声子晶体能量收集方法对局部缺陷十分敏感,使得其鲁棒性较差。近年来在拓扑超材料/声子晶体中发现的边界态,因其同时具有能量汇聚和缺陷免疫特性,有望大幅提高超材料能量收集技术的鲁棒性。本文首先提出了一种基于拓扑声子晶体的能量收集结构,研究了其模态翻转与拓扑边界态特性,分析了不同构造方式对边界态的影响规律。结果表明,布拉格散射禁带的宽度与边界态的输出功率成反比关系。进一步研究子结构的非对称性对边界态与输出功率的影响,并提出了一种基于非对称子结构设计的输出功率提升方法。最后,通过实验验证了边界态的能量收集性能和功率提升方法的有效性。更多还原