Forskeren ser potentiale i at generere energi fra vibrationer

"Alle forsøger at få gratis energi - fra vinden, fra bølgerne, fra solen, "sagde Dani Levin, en Duke MEMS Ph.D. studerende i laboratoriet af professor Earl Dowell.

Som luftfartsingeniør, der har specialiseret sig i at designe strukturer for at undgå ødelæggende vibrationer, det var helt naturligt for Levin at nærme sig søgen efter bæredygtig energi ved at anvende det, han ved om flagren og begrænse cyklusoscillationer, eller LCO.

På grund af dets potentiale til at forårsage strukturelle svigt, flutter er næsten altid konstrueret ud af strukturer. "Normalt er fladder ikke ønskeligt, "sagde Levin." Men nogle gange kan voldsom flagren blive til moderat LCO, som ikke forårsager fejl, og dette kan være nyttigt. "Levin ønskede at undersøge potentialet i at udnytte energien fra fladder, og han tog en seks måneders omvej fra sit afhandlingsarbejde, med støtte fra sin rådgiver.

Levin oprettede et eksperiment i aeroelasticitetslabets vindtunnel, ved hjælp af en tynd aluminiumsplade og piezoelektriske elementer, som genererer spænding som reaktion på mekaniske stressorer som flagren. Han fandt ud af, at ved at øge vibrationernes frekvens og amplitude, skabe mere krumning i vibrationsbevægelsen, ved hjælp af effektive piezoelektriske elementer og reducering af lufthastigheden, han kunne presse mest kraft ud af pladens bevægelse - nogle gange øge effektiviteten med mere end 200 procent.

Er store flutterfarme i vores fremtid? Sikkert ikke, sagde Levin. "Min vision for dette er, måske tager du en lang vandretur, på en overskyet dag. Du har ikke nogen solenergi til at oplade din telefon. Men du har en foldet generator i tasken, som du kan tage ud, lad det fange vinden, mens du vandrer, og det kan oplade din telefon. Du kan gå endnu længere og kombinere sol og vind. Det er skalerbart og nyttigt. Og, "tilføjede han sjovt, "det involverer ikke skræmmende matematik. Vi bruger noget, der er så enkelt og så grundlæggende - i hvert fald for en luftfartsingeniør."

Levin vil præsentere sit projekt, med titlen "Forbedring af den piezoelektriske energihøst fra et aeroelastisk system, "på International Forum on Aeroelasticity and Structural Dynamics i Savannah, Georgien i juni 2019.