در این پژوهش با استفاده از مواد پیزوالکتریک یک میکرو ژنراتور به‌منظور تأمین انرژی مدارهای الکتریکی یک میکروپهپاد طراحی شده است. برای این منظور، یک بال کامپوزیتی کامل هواپیما شامل تمامی اجزای سازه‌ای آن مانند ریب‌ها، اسپارها و پوسته‌ها به کمک نرم‌افزار COMSOL multiphysics طراحی شد. بر روی اسپار این بال یک قطعه از جنس پیزوالکتریک مدل‌سازی شده است. این بال به‌صورت تیر یکسر گیردار مدل شده که انتهای آن با فرکانس‌ها و دامنه‌های مشخص به صورت نوسانی تحریک می‌شود. در طی نوسان، میزان تنش و کرنش اجزای بال با استفاده از روش المان محدود کسب شده و اختلاف‌پتانسیل با کوپل معادلات حاکم پیزوالکتریک با کرنش‌ها محاسبه شده است. پس‌ازآن، یک مدل آزمایشگاهی با مشخصات کاملاً مشابه با مدل عددی ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است. به‌منظور صحت سنجی، نتایج به‌دست‌آمده از حل عددی با نتایج حاصل از آزمایش تجربی مقایسه شده‌اند. سپس اثر متغیرهایی همچون نسبت منظری بال، ابعاد مواد پیزوالکتریک و ضخامت اسپار بر میزان اختلاف‌پتانسیل ایجادشده مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت، نتایج به‌دست‌آمده موردبحث و بررسی قرارگرفته‌اند.

واژه‌های کلیدی: پیزوالکتریک، میکروپهپاد، برداشت انرژی، نسبت منظری

متن کامل [PDF 3650 kb]   (3916 دریافت)