涡致振动型风力压电俘能器流场数值模拟与试验

发布时间：2018-06-05 18:46

  本文选题：压电俘能器 + 涡致振动　； 参考：《农业机械学报》2014年02期

【摘要】：基于涡致振动原理设计了一种风力型压电俘能器,通过串列配置的双绕流圆柱增加进气道内流场的压强波动,以Helmholtz共振腔作为尾流区域的风压谐振放大装置,利用PVDF压电薄膜直接将湍流引起的持续性压强波动转换为电能。采用计算流体力学数值方法,分析了在不同风速下压电俘能器内部流场的流体动力学行为。数值分析及试验结果表明:在相同风速下,当耦合因子L/D=2.2时,双绕流圆柱引起的压强波动最大,可达到单绕流圆柱的2倍;Helmholtz共振腔内气体在振荡流的作用下产生谐振后,腔内气体压强的幅值随风速的增加而增大,但振动频率均相同且为共振腔的固有频率。
[Abstract]:Based on the principle of vortex-induced vibration, a kind of wind force piezoelectric energy capture device is designed. The pressure fluctuation of the flow field in the inlet is increased by a double-flow cylinder arranged in series, and the Helmholtz resonator is used as the wind pressure resonant amplification device in the wake region. The continuous pressure fluctuation caused by turbulence is directly converted into electric energy by PVDF piezoelectric film. The hydrodynamic behavior of the flow field in a piezoelectric energy capture device under different wind speeds is analyzed by means of computational fluid dynamics (CFD) numerical method. The numerical analysis and experimental results show that under the same wind speed and when the coupling factor is L/D=2.2, the pressure fluctuation caused by the double flow cylinder is the largest, which can reach 2 times the Helmholtz resonator of a single flow cylinder after the resonance of the gas produced under the action of the oscillatory flow. The amplitude of the gas pressure in the cavity increases with the increase of the wind speed, but the vibration frequency is the same and is the natural frequency of the resonator.
【作者单位】： 华南农业大学工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50677023)
【分类号】：TM619

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1983052