机械工程学院学术报告——Efficient energy harvesting from ambient vibration

题 目：Efficient energy harvesting from ambient vibration

主讲人： Marian Wiercigroch院士

讲座时间：2025年10月29下午15:00

讲座地点：行政楼101会议室

内容简介：

环境振动能量采集的效率取决于机械振荡运动向电能的有效转换。压电材料因具有结构简单、转换高效的特点而被广泛应用，其工作原理是基于机械应变产生电荷。电磁与静电转换机制则分别通过利用相对运动或电容变化来实现能量收集。为提高能量采集效率，通常采用共振调谐技术使器件固有频率与环境振动频率匹配，从而实现能量捕获的最大化。能量收集电路可进一步优化转换过程，并将获取的能量存储以供后续使用。这种技术尤其适用于为偏远或难以抵达区域的传感器等低功耗设备供电。

阿伯丁大学应用动力学中心提出了创新的能量采集范式：通过利用旋转响应替代存在停滞点且受静摩擦影响的振荡响应来实现能量转换，首次提出了参激摆的动态响应理论，随后引发了关于摆系统建模、实验与设计的大量研究。结果表明，处于旋转工作模式的摆系统能够收集显著的电能。该中心的系统研究表明，摆的旋转运动在能量采集效率与功率输出方面均显著优于振荡模式。以具有双稳态吸引子（旋转与振荡）的简单参激摆为例，其旋转模式收集的功率可达振荡模式的十倍。这是因为旋转响应中的动能始终不为零，且不存在运动停滞点。

报告人简介：

Marian Wiercigroch教授，英国皇家工程院院士、英国爱丁堡皇家学会院士，英国阿伯丁大学应用动力学领域享有盛誉的“第六世纪讲席教授”，应用动力学研究中心创始主任，力学与机械工程领域顶级期刊《International Journal of Mechanical Sciences》主编，共振增强钻进技术创始人，担任十余家国际期刊编委与重要国际会议的主旨报告人。主要从事理论与实验非线性动力学及其工程应用方面的研究，公开发表学术论文600余篇，总引用15000余次。重要荣誉包括：河北省颁发的燕赵友谊奖、富布莱特高级访问学者、罗兹科技大学荣誉博士，以及彼尔姆国立理工大学、阿根廷巴塞罗那研究所、燕山大学、宁波诺丁汉大学、西华大学、哈尔滨工程大学、南京航空航天大学与浙江大学荣誉客座教授。