Little Eddies and Small Vibrations: Untapped Sources for Energy Harvesting in Aquatic Environments
小涡流和小振动:水生环境中尚未开发的能量收集来源
基本信息
- 批准号:0926791
- 负责人:
- 金额:$ 23万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:美国
- 起止时间:2009-09-01 至 2014-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This research program addresses the grand challenge of extracting usable energy from small-scale aquatic systems. This program envisions establishing a fundamental understanding of the spectrum of energy scavenging modalities in marine environments towards the development of self-sustained multifunctional marine microsensors. This project seeks to exploit ambient mechanical vibrations and coherent fluid flow structures for energy harvesting. Mechanical vibrations in aquatic environments occur in a vast array of both man-made and natural structures, as well as in animal swimming. Coherent fluid structures, such as Karman vortex streets and turbulent eddies, are generally present in aquatic environments and are due to a variety of mechanisms, including flow separation from fixed immersed bodies, thermal and pressure gradients, and momentum transfer from swimming animals. Practicality dictates that harvesters for underwater applications be lightweight, require small forces and low frequencies to elicit motion, produce sufficient electrical power to run a set of microdevices, and operate in wet conditions. Ionic Polymer Metal Composites (IPMCs) meet all of these requirements and are thus selected for this study.
该研究计划应对从小型水生系统中提取可用能源的巨大挑战。该计划设想建立对海洋环境中能量清除方式的基本理解,以开发自我维持的多功能海洋微传感器。该项目旨在利用环境机械振动和连贯的流体流量结构来收集能量。水生环境中的机械振动发生在许多人造和自然结构以及动物游泳中。相干的流体结构,例如Karman Vortex街道和湍流涡流,通常存在于水生环境中,并且是由于各种机制,包括与固定浸泡体的流动分离,热和压力梯度,以及游泳动物的动量转移。实用性指出,用于水下应用的收割机是轻量级,需要小的力和低频以引起运动,产生足够的电力来运行一套微发行版,并在潮湿的条件下运行。离子聚合物金属复合材料(IPMC)符合所有这些要求,因此被选为本研究。
项目成果
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