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文档简介

背景｜ABSTRACT柔性压电材料波能转换器具有结构简单、造价低等优点，并能够与防波堤相结合，同时具有消波和发电的功能。一般来说，压电材料只有在高频情况下才会有较大的能量转化效率，而海洋波浪的频率较低，效率低下是发展压电材料波能转换器的瓶颈。本论文针对如何提高柔性压电波能转换器的效率，分别对波浪与柔性压电膜的相互作用，RLC电路输出功率的影响参数进行了研究，提出了提高柔性压电膜波能转换效率的途径。图1.柔性压电膜波能转换器方案核心理论｜HOW（1）基于势流理论和欧拉-拉格朗日混合方法，采用去奇异性边界积分方法，建立了模拟波浪与柔性结构物相互作用的数值计算模型；（2）基于压电材料的本构关系和电路理论，建立了压电材料与电阻-电感-电容（RLC）电路的数学模型；（3）压电材料的输出功率与电压和电流成正比。柔性压电材料压电常数一般较低，输出电流较小。本文采用增大电感和提高压电膜响应频率的方法来增大压电材料两端的电压。图2.柔性压电膜方法｜CORETHEORY采用波浪与结构物的强非线性作用，获得柔性压电膜的高频响应，以提高压电膜的输出功率。文章创新点｜INNOVATIONPOINT（1）提出了一种潜式柔性压电膜充水结构，该结构既可作为防波堤，也可作为波能转换器；（2）根据数值模拟结果发现，压电膜的响应频率可达到波浪频率的8倍。文章结论｜CONCLUSION本文提出了一种新型潜式柔性压电膜充水结构作为波能转换器，该波能转换器的输出功率与压电膜响应频率的4次方成正比，与电感的2次方成正比。通过柔性压电膜与波浪的强非线性作用，可使压电膜

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