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소음진동 = Journal of KSNVE, v.24 no.5, 2014년, pp.34 - 39
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 대표적인 메타 물질로는 어떠한 것이 있는가? | 대표적인 메타 물질로는 음향양자 결정(phononic crystal)과 음향 메타물질(acoustic metamaterial) 등이 있다. 메타물질을 통하여 구현 가능한 대표적인 파동 특이현상은 음의 굴절로서(그림 1), 음의 질량 밀도(mass density)와 부피 탄성률(bulk modulus)을 갖는 경우에 나타난다. | |
| 압전 에너지 하베 스팅이 다양한 분야에서 연구들이 진행되는 이유는 무엇인가? | 가장 대표적인 주변 에너지 중에 하나인 진동 에너지는 압전(piezoelectric), 정전기(electrostatic), 전자기(electromagnetic) 등의 에너지 변환 메커니즘을 이용하여 전기 에너지로 변환할 수 있다. 이 중에서 압전 에너지 하베 스팅(piezoelectric energy harvesting)은 에너지 밀도가 높고 추가적인 보조장치가 필요 없기 때문에, 기술적으로 실현 가능성이 높아 다양한 분야에서 연구들이 진행되고 있다. 기본적인 변환 원리는 응력에 의해 변형이 일어나면 전류가 흐르는 압전 효과를 이용한 것으로, 전기-기계적으로 연성인 멀티피직스(multiphysics) 시스템이다. | |
| Northwestern 대학의 Stefano Gonella 등이 제안한 다기능 압전 복합체의 중심부는 어떻게 구성되는가? | Northwestern 대학의 Stefano Gonella 등은 음향 양자밴드 갭과 압전 미세구조의 상호작용에 대해 연구하였고, 그림 5에 나타난 주기적 미세구 조를 통하여 다기능 압전 복합체를 제안하였다(4). 중심부는 음향양자 밴드 갭을 구현하기 위하여 압전 복합체가 주기적으로 배열되었다. 이 때외부의 가진에 의한 변형률 장(strain field) 및 에너지 국부화로 인한 미세 변형을 통하여 에너지 변환 효율을 극대화할 수 있다. |
Yoon, H. J. and Youn, B. D., 2014, Stochastic Quantification of Electric Power Generated by a Piezoelectric Energy Harvester Using a Timefrequency Analysis under Non-stationary Random Vibrations, Smart Materials and Structures, Vol. 23, No. 4, 045035.
Deymier, P. A., 2013, Acoustic Metamaterials and Phononic Crystals, Springer.
Chen, Z., Guo, B., Yang, Y. M. and Cheng, C., 2014, Metamaterials-based Enhanced Energy Harvesting: A Review, Physica B: Condensed Matter, Vol. 438.
Gonella, S., To, A. C. and Liu, W. K., 2009, Interplay between Phononic Bandgaps and Piezoelectric Microstructures for Energy Harvesting, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Vol. 57.
Wu, L.-Y., Chen, L.-W. and Liu, C.-M., 2009, Acoustic Energy Harvesting Using Resonant Cavity of a Sonic Crystal, Applied Physics Letters, Vol. 95.
Lv, H. Y., Tian, X., Wang, M. Y. and Li, D., 2013, Vibration Energy Harvesting Using a Phononic Crystal with Point Defect States, Applied Physics Letters, Vol. 102.
Chen, Z., Yang, Y. M., Lu, Z. and Luo, Y., 2013, Broadband Characteristics of Vibration Energy Harvesting Using One-dimensional Phononic Piezoelectric Cantilever Beams, Physica B: Condensed Matter, Vol. 410.
Carrara, M., Cacan, M. R., Toussaint, J., Leamy, M. J. Ruzzene, M. and Erturk, A., 2013, Metameterial-inspired Structures and Concepts for Elastoacoustic Wave Energy Harvesting, Smart Materials and Structures, Vol. 22, No. 4.
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