AbstractThe power generation effici

Abstract

The power generation efficiency of piezoelectric energy harvesters is dependent on the coupling of their resonant frequency with that of the source vibration. The mechanical design of the energy harvester plays an important role in defining the resonant frequency characteristics of the system and therefore in order to maximize power density it is important for a designer to be able to model, simulate and optimise designs to match new target applications. This paper investigates a strategy for the application of soft computing techniques from the field of evolutionary computation towards the design optimisation of piezoelectric energy harvesters that exhibit the targeted resonant frequency response chosen by the designer. The advantages of such evolutionary techniques are their ability to overcome challenges such as multi-modal and discontinuous search spaces which afflict more traditional gradient-based methods. A single case study is demonstrated in this paper, with the coupling of a multi-objective evolutionary algorithm NSGA-II to a multiphysics simulator COMSOL. Experimental results show successful implementation of the schema with all 5 experimental tests producing optimal piezoelectric energy harvester designs that matched the desired frequency response of 250 Hz.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อประสิทธิภาพพลังงานสร้าง harvesters piezoelectric พลังงานจะขึ้นอยู่กับคลัปของความถี่คงที่สั่นสะเทือนแหล่ง การออกแบบเครื่องจักรกลของเก็บเกี่ยวพลังงานมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความถี่ที่คงลักษณะของระบบ และดังนั้น เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบให้สามารถจำลอง จำลอง และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบให้ตรงกับโปรแกรมประยุกต์เป้าหมายใหม่ กระดาษนี้ตรวจสอบกลยุทธ์ที่ใช้เทคนิคคอมพิวเตอร์นุ่มจากฟิลด์การคำนวณเชิงวิวัฒนาการสู่การออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพของพลังงาน piezoelectric harvesters ที่แสดงการตอบสนองความถี่คงที่เป้าหมายที่เลือก โดยแบบ ข้อดีของเทคนิควิวัฒนาการดังกล่าวมีความสามารถในการเอาชนะความท้าทายเช่นพื้นที่ไม่ต่อเนื่อง และหลายแบบซึ่งวิธีการไล่ระดับสีตามสไตล์ afflict การศึกษากรณีเดียวคือแสดงในเอกสารนี้ มีคลัปของมีหลายวัตถุประสงค์วิวัฒนาการอัลกอริทึม NSGA II เพื่อจำลอง multiphysics COMSOL ผลการทดลองแสดงแบบแผนงานประสบความสำเร็จ มีทั้งหมด 5 ทดลองทดสอบผลิตออกแบบเก็บเกี่ยวพลังงานสุด piezoelectric ที่ตรงกับความถี่ที่ต้องการตอบสนองของ 250 Hz

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้าเครื่องเก็บเกี่ยวพลังงาน piezoelectric ขึ้นอยู่กับการมีเพศสัมพันธ์ของความถี่จังหวะของพวกเขาด้วยที่แหล่งที่มาของการสั่นสะเทือน การออกแบบเครื่องจักรกลของเก็บเกี่ยวพลังงานที่มีบทบาทสำคัญในการกำหนดลักษณะสะท้อนความถี่ของระบบและดังนั้นเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักออกแบบที่จะสามารถสร้างโมเดลจำลองและเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเพื่อให้ตรงกับการใช้งานเป้าหมายใหม่ กระดาษนี้จะสำรวจกลยุทธ์สำหรับการประยุกต์ใช้เทคนิคคอมพิวเตอร์ซอฟท์จากสนามของการคำนวณวิวัฒนาการต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเครื่องเก็บเกี่ยวพลังงาน piezoelectric ที่แสดงการตอบสนองความถี่จังหวะการกำหนดเป้าหมายได้รับการแต่งตั้งโดยนักออกแบบ ข้อดีของเทคนิควิวัฒนาการดังกล่าวมีความสามารถในการเอาชนะความท้าทายเช่นหลายคำกริยาและช่องว่างการค้นหาต่อเนื่องซึ่งทำให้เสียใจวิธีการไล่ระดับสีตามแบบดั้งเดิมมากขึ้น กรณีศึกษาเดียวจะแสดงให้เห็นในบทความนี้มีเพศสัมพันธ์ของขั้นตอนวิธีวิวัฒนาการหลายวัตถุประสงค์ NSGA-II เพื่อจำลอง Multiphysics COMSOL ผลการทดลองแสดงให้เห็นการดำเนินการประสบความสำเร็จของคีมีทั้งหมด 5 การทดสอบการทดลองผลิตพลังงาน piezoelectric ที่ดีที่สุดการออกแบบเก็บเกี่ยวที่ตรงกับที่ต้องการการตอบสนองความถี่ 250 เฮิร์ตซ์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

ไฟฟ้าประสิทธิภาพของเครื่องเก็บเกี่ยวพลังงาน Piezoelectric จะขึ้นอยู่กับคู่ของความถี่เรโซแนนซ์ของตนกับของแหล่งที่มาของแรงสั่นสะเทือนการออกแบบเครื่องเก็บเกี่ยวพลังงานมีบทบาทสำคัญในการกำหนดจังหวะลักษณะความถี่ของระบบ ดังนั้น เพื่อเพิ่มความหนาแน่นพลังงานเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักออกแบบได้รูปแบบจำลองและเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่ตรงกับการใช้งาน เป้าหมายใหม่งานวิจัยนี้ศึกษากลยุทธ์เพื่อการประยุกต์ใช้ซอฟท์คอมพิวเตอร์ เทคนิคทางด้านการคำนวณเชิงวิวัฒนาการไปสู่การออกแบบ optimisation piezoelectric พลังงานเก็บเกี่ยวที่แสดงเป้าหมายตอบสนองความถี่เรโซแนนซ์ที่เลือกโดยนักออกแบบข้อดีของเทคนิควิวัฒนาการดังกล่าวมีความสามารถในการเอาชนะความท้าทายเช่น multi และสม่ำเสมอ ซึ่งการค้นหาเป็นแบบดั้งเดิมมากขึ้นจากทั้งหลายวิธี ศึกษาเฉพาะกรณีเดียวคือ แสดง ในกระดาษนี้กับคู่ของหลายขั้นตอนวิธีวิวัฒนาการ nsga-ii ไป comsol จำลอง multiphysics .ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของรูปแบบมีทั้งหมด 5 แบบที่ทดลองผลิตพลังงาน piezoelectric เก็บเกี่ยวการออกแบบที่ตรงกับที่ต้องการการตอบสนองความถี่ 250 Hz .