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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박창민 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수
김철
발행연도
2018
저작권
경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

고속 공기유동 속에서 진동하는 압전폴리머 전기에너지 회수 보의 개발
박창민 ,  윤진영 ,  김철 대한기계학회 춘추학술대회 2018.04 학술대회자료
고속 공기유동 속에서 진동하는 압전 보의 출력 전압 해석 및 실험
박창민 기계공학과 2018.01 학위논문

초록· 키워드

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Energy harvesting technology is attracting much attention as a new type of renewable energy technology. Although the energy density is not large, the total amount can be used as a considerable energy source. It can be easily obtained from nature, there is no environmental pollution problem, and it is highly applicable because it uses abandoned energy in daily life. In this study, to develop a piezoelectric energy harvesting system that generates high voltage in high-speed flow, the wind pressure applied to the piezoelectric beam in the flow is calculated and applied to the surface, and the output voltage is obtained through an analytical method. the wind tunnel test and the actual vehicle test with this model is proceeded to validate the analysis. Experimental results show that the output voltage tends to increase with decreasing the thickness of piezoelectric beam. The output voltage of a piezoelectric beam composed of a single piezoelectric polymer was measured by a wind tunnel test and 60 V can be obatained at 90 km/h of wind speed. We developed a piezoelectric beam that produces 60 V(211 V/cm3) and 18.7 mW(65 mW/cm3) at a high velocity of 90 km/h.
#PVDF #압전해석 #CFD 해석 #DES #ANSYS #플러터 #주행 풍압

목차

Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 압전 이론 4
2.1 압전 효과 4
2.2 구성방정식 9
2.3 전기-기계 결합 상수 12
Ⅲ. 압전 에너지 하베스팅 시스템의 CFD/압전 해석 13
3.1 풍압 계산을 위한 CFD 해석 조건 13
3.2 전압 계산을 위한 압전 해석 조건 15
3.3 보 형태 압전 폴리머의 두께에 따른 출력 전압 19
3.4 와류발생기의 형상에 따른 압전 보의 출력 전압 23
3.5 와류발생기의 재질에 따른 압전 보의 출력 전압 25
3.6 와류발생기의 치수에 따른 압전 보의 출력 전압 27
Ⅳ. 압전 에너지 하베스팅 시스템의 출력 전압 및 전류 측정 실험 30
4.1 기초실험 30
4.1.1 압전 보의 구속조건에 따른 출력 전압 30
4.1.2 풍향에 따른 압전 보의 출력 전압 37
4.1.3 압전 보의 레이어 수에 따른 전압 비례 관계 39
4.2 풍동실험 41
4.2.1 압전 보의 두께에 따른 출력 전압 41
4.2.2 압전 보 단일 레이어의 속도별 출력 전압 및 전류 45
4.2.3 Blunt body가 부착된 압전 보의 출력 전압 48
4.2.4 오염된 압전 보의 출력 전압 비교 50
4.3 실차시험 52
4.3.1 압전 보 단일 레이어의 주행 속도별 전압과 전류 52
4.3.2 공동에 부착된 압전 필름의 속도별 전력 생산량 58
Ⅴ. 결 론 61
참고문헌 62
영문초록 66

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