Metamaterial Enabled Vibration Energy Harvesting

Projektinformationen

MetaVEH

ID Finanzhilfevereinbarung: 952039

DOI

10.3030/952039

Projekt abgeschlossen

EK-Unterschriftsdatum 26 Juni 2020

Startdatum 1 Januar 2021

Enddatum 31 Juli 2025

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Gesamtkosten

€ 4 018 875,00

EU-Beitrag

€ 4 018 875,00

Koordiniert durch

ZURCHER HOCHSCHULE FUR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN
Switzerland

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Links zu Ergebnissen und Veröffentlichungen von RP7-Projekten sowie Links zu einigen Typen spezifischer Ergebnisse wie Datensätzen und Software werden dynamisch von OpenAIRE abgerufen.

Leistungen

Demonstrators, pilots, prototypes (5)

AIN and KNN piezoelectric patches
Optimised metasurface design
Laboratory set-ups for testing

Laboratory setups for testing

Meta-harvester prototype (macroscale)
3D printed metasurfaces

Websites, patent fillings, videos etc. (2)

Dissemination plan
Creation of the project website

Documents, reports (1)

Report on infrastructure for the project

Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (20)

Tailored Topological Edge Waves via Chiral Hierarchical Metamaterials

Autoren: Jacopo M. De Ponti; Luca Iorio; Gregory J. Chaplain; Alberto Corigliano; Richard V. Craster; Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe 1, 2023, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.19.034079

Graded meta-waveguides for elastic energy splitting

Autoren: Iorio L., De Ponti J.M., Ardito R., Corigliano A.
Veröffentlicht in: Materials Research Proceedings, Ausgabe 26, 2023, Seite(n) 529-534, ISSN 2474-3941
Herausgeber: Materials Research Forum LLC
DOI: 10.21741/9781644902431-86

Optimization of Graded Arrays of Resonators for Energy Harvesting in Sensors as a Markov Decision Process Solved via Reinforcement Learning

Autoren: Rosafalco L., De Ponti J.M., Iorio L., Ardito R., Corigliano A.
Veröffentlicht in: Engineering Proceedings, Ausgabe 27, 2022, Seite(n) 18, ISSN 2673-4591
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/ecsa-9-13216

Time-Sharing Orbit Jump and Energy Harvesting in Nonlinear Piezoelectric Energy Harvesters Using a Synchronous Switch Circuit

Autoren: Bao Zhao; Jiahua Wang; Guobiao Hu; Andrea Colombi; Wei-Hsin Liao; Junrui Liang
Veröffentlicht in: Mechanical Systems and Signal Processing, 200, Ausgabe 4, 2024, ISSN 0888-3270
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.110601

A graded metamaterial for broadband and high-capability piezoelectric energy harvesting

Autoren: Bao Zhao; Henrik R. Thomsen; Jacopo M. De Ponti; Emanuele Riva; Bart Van Damme; Andrea Bergamini; Eleni Chatzi; Andrea Colombi
Veröffentlicht in: Energy Conversion and Management, Ausgabe 6, 2022, ISSN 0196-8904
Herausgeber: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.enconman.2022.116056

Optimised graded metamaterials for mechanical energy confinement and amplification via reinforcement learning

Autoren: Rosafalco L., De Ponti J.M., Iorio L., Ardito R., Corigliano A.
Veröffentlicht in: European Journal of Mechanics, A/Solids, Ausgabe 99, 2023, Seite(n) 104947, ISSN 0997-7538
Herausgeber: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.euromechsol.2023.104947

Architected frames for elastic wave attenuation: Experimental validation and local tuning via affine transformation

Autoren: Giulia Aguzzi; Henrik R. Thomsen; Aida Hejazi Nooghabi; Richard Wiltshaw; Richard V. Craster; Eleni N. Chatzi; Andrea Colombi
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, 121 (20), Ausgabe 7, 2022, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0119903

A nonlinear damped metamaterial: Wideband attenuation with nonlinear bandgap and modal dissipation

Autoren: Bao Zhao a, Henrik R. Thomsen a, Xingbo Pu b, Shitong Fang c, Zhihui Lai c, Bart Van Damme d, Andrea Bergamini d, Eleni Chatzi a, Andrea Colombi e
Veröffentlicht in: Mechanical Systems and Signal Processing, 2024, ISSN 0888-3270
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.ymssp.2023.111079

The elastic spiral phase pipe

Autoren: Gregory J. Chaplain, Jacopo M. De Ponti
Veröffentlicht in: Journal of Sound and Vibration, Ausgabe Vol. 523, 2022, Seite(n) 1-15, ISSN 0022-460X
Herausgeber: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jsv.2021.116718

Elastic orbital angular momentum transfer from an elastic pipe to a fluid

Autoren: Jacopo Maria De Ponti; Gregory Chaplain; Timothy Starkey
Veröffentlicht in: Communications Physics, Ausgabe 4, 2022, ISSN 2399-3650
Herausgeber: Springer
DOI: 10.1038/s42005-022-01057-0

Numerical and experimental evaluation of the magnetic interaction for frequency up-conversion in piezoelectric vibration energy harvesters

Autoren: Michele Rosso, Alberto Corigliano, Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Meccanica, Ausgabe 57, 2022, Seite(n) 1139-1154, ISSN 0025-6455
Herausgeber: Kluwer Academic Publishers
DOI: 10.1007/s11012-022-01481-0

Elastic Orbital Angular Momentum

Autoren: Gregory J. Chaplain, Jacopo M. De Ponti, and Richard  V. Craster
Veröffentlicht in: Physical Review Letters, Ausgabe Vol. 128, Iss. 6, 2022, Seite(n) 1-6, ISSN 0031-9007
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.128.064301

Boundless Metamaterial Experimentation: Physical Realization of a Unidirectional Virtual Periodic Boundary Condition

Autoren: Thomsen, Henrik R.; Zhao, Bao; id_orcid0000-0002-9689-7742; Colombi, Andrea; id_orcid0000-0003-2480-978X
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, 19 (6), Ausgabe 10, 2023, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.19.064019

Elastic three-dimensional metaframe for selective wave filtering and polarization control

Autoren: Jacopo M. De Ponti, Emanuele Riva, Francesco Braghin, and Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe Vol. 119, n. 21, 2021, Seite(n) 1-6, ISSN 0003-6951
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0065553

A Review of Nonlinear Mechanisms for Frequency Up-Conversion in Energy Harvesting

Autoren: Michele Rosso; Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Actuators, Vol 12, Iss 12, p 456 (2023), Ausgabe 1, 2023, ISSN 2076-0825
Herausgeber: MDPI
DOI: 10.3390/act12120456

Selective Mode Conversion and Rainbow Trapping via Graded Elastic Waveguides

Autoren: Jacopo M. De Ponti, Luca Iorio, Emanuele Riva, Raffaele Ardito, Francesco Braghin, and Alberto Corigliano
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe Vol. 16, Iss. 3, 2021, Seite(n) 1-10, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.16.034028

Graded elastic meta-waveguides for rainbow reflection, trapping and mode conversion

Autoren: Jacopo M. De Ponti, Luca Iorio, Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: EPJ Appl. Metamat., Ausgabe Vol. 9, n. 6, 2022, Seite(n) 1-5, ISSN 2272-2394
Herausgeber: EDP ​​Sciences
DOI: 10.1051/epjam/2022004

Piezoelectric Energy Harvesting from Low-Frequency Vibrations Based on Magnetic Plucking and Indirect Impacts

Autoren: Michele Rosso; Alessandro Nastro; Marco Baù; Marco Ferrari; Vittorio Ferrari; Alberto Corigliano; Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Sensors; Volume 22; Ausgabe 15; Pages: 5911, Ausgabe 1, 2022, ISSN 1424-8220
Herausgeber: Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
DOI: 10.3390/s22155911

On the manipulation of the magnetic forces for improving the contactless plucking in piezoelectric vibration energy harvesters

Autoren: Michele Rosso, Filippo Pietro Perli, Alberto Corigliano, Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Materials Research Proceedings, Ausgabe 26, 2023, Seite(n) 685-290, ISSN 2474-3941
Herausgeber: MAterials Research Forum LLC
DOI: 10.21741/9781644902431-110

Enhanced Energy Harvesting of Flexural Waves in Elastic Beams by Bending Mode of Graded Resonators

Autoren: Jacopo M. De Ponti; Luca Iorio; Emanuele Riva; Francesco Braghin; Alberto Corigliano; Raffaele Ardito
Veröffentlicht in: Frontiers in Materials, Ausgabe Vol. 8, 2021, Seite(n) 1-7, ISSN 2296-8016
Herausgeber: Frontiers Media SA
DOI: 10.3389/fmats.2021.745141