演讲人Speaker：刘克夫教授                 

题目Title: A Tunable Multi-Stable Vibration Energy Harvester 

一个可调的多稳态振动能量捕获器

时间Date：2023年 6月 30日       Time：上午 10：00 

地点Venue： A 栋 502 室  

内容摘要Abstract： 

振动能量捕获器/采集器旨在把环境，结构或机器的无用机械能转换为可用电能，该技术具有巨大潜在应用，如为无线传感器和低功率电子设备提供可持续电源。传统的振动能量捕获器由一个线性震荡器组成，这样的装置只能在共振下实现最佳能量转换效率，具有工作频段窄小的缺点，而一般环境振动覆盖较宽频段。近年来，非线性能量捕获器获得了广泛关注，因为它具有更有效的宽频特性。根据系统的稳定状态，非线性能量捕获器可以分为单稳态和多稳态。本研究提出一个基于永磁铁的多稳态压电能量捕获器，其结构紧凑可调，通过调节两个参数，可以分别实现单稳态，双稳态，三稳态。

讲座首先介绍装置设计和工作原理，然后讨论如何根据等效磁偶极子法建立磁性弹簧恢复力模型，为了验证模型，进行弹簧恢复力的辨识，实验结果揭示了模型的局限。为了改进模型的精确度，进行了基于遗传算法的参数优化，利用最优参数模型，建立了稳定状态区与调节参数的关系。讲座继而介绍最优负载电阻与捕获能量最大化的研究，

首先讨论单稳态系统的最优负载电阻选择，通过对模型线性化，谐波激励下的最优负载电阻可以确定，将计算的最大捕获功率与谐波激励和有色噪音激励的实验结果进行了比较。然后讨论双稳态系统在有色噪音激励下的能量捕获效率，考虑了三个典型的双稳态在不同激励量级的情况，计算机模拟结果与实验结果进行了对照。最后介绍三稳态系统在有色噪音激励下的能量捕获效率问题，同样，考虑了三个典型系统在不同激励量级的情况。

个人简介(About the speaker):

刘克夫博士1981年毕业于中南工业大学（现中南大学），获得机械工程本科学位，1984年在该校获得机械工程硕士学位，1984年到1988年在该校机械系任教。1988年到加拿大新思科舍科技大学机械系攻读博士学位，1992年获得博士学位。1993年到1995年在圣玛丽大学工学部任助理教授，1995年到1998年在达尔豪思大学机械系任助理教授。1998年受聘于雷克海德大学机械系预备终身助理教授，2001年成为终身副教授，2005年成为终身正教授。刘博士是安大略省职业工程师，加拿大机械工程协会会员。

刘克夫博士的研究兴趣涵盖以下领域：机械振动理论及应用，非线性振动理论及应用，振动能量捕获，机械故障监测与诊断，多物理系统耦合，机电一体化。刘克夫博士已发表了八十多篇国际期刊论文和四十多篇国际会议论文。根据谷歌学者，论文被引用次数超过7000，H因子为40，名列于斯坦福大学2022年公布的全球2%论文高引用科学家之列。刘克夫博士是加拿大科学和工程基金的发现基金持有者，是若干国际学术刊物和国际学术会议的论文评审人，加拿大科学和工程基金会，国际科学和工程合作部，MITACS，中国香港研究基金会研究项目评审人。