基于被动控制与流致振动不稳定性储能装置效率的参数化研究
发布时间：2021-08-22 04:07
能源收集技术（EH）可以为无人机及微型无人机提供额外能源使其续航能力增强。而流致振动（FIM）作为目前最有前途的潜在新能源之一,其作为微型航天器的备用能源是完全可行的。本文通过对基于被动控制与流致振动不稳定性储能装置效率的参数化研究,分析了其最低启动流速,功率及效率和系统参数之间的关系,能源优化区域,对采用了Vck虚拟弹簧阻尼系统的储能装置的线性单振子,线性多振子、非线性单振子、非线性多振子设备进行了实验及研究,并对其能量收集功率及效率进行了对比。本文的研究内容和创新成果如下:（1）对线性单振子系统进行分析,对比振幅响应A/D,频率响应fos c,质量比*m,阻尼比ζ,刚度K等对系统功率及效率的影响;研究能量收集功率最佳化区域、效率最佳化区域与系统参数的关系,并分析其适用的流速范围。（2）在线性单振子的基础上,对线性多振子系统进行分析,研究间距比L/D以及上述其他系统参数的影响,分别分析上下游圆柱振子各自的弹簧刚度、阻尼比等参数。研究其最佳化区域,并与线性单振子对比可知功率提升了两倍以上。（3）对非线性单振子系统进行实验...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
可用于发电的各种能源[78]
哈尔滨工程大学硕士学位论文性弹簧刚度的响应；实验及实地测试设备的可靠性等问题的研究十分具程价值。内外研究现状涡激振动流致振动激振动是一种常见的流固耦合现象。流体流过非流线型物体（钝体）时发生涡旋脱落现象，当涡旋脱落的频率接近钝体的固有频率时，会导致与来流方向垂直的，具有周期性变化的流体作用力，从而使钝体开始振两侧交替产生周期性的涡流，钝体的周期性的振动又影响了流体的状态形态和涡旋脱落状态。流体与钝体的这种互相作用被称之为“涡激振动：
：图 1.2 涡激振动示意图IV 是由边界层分离引起的尾涡脱落导致的，当粘性流体绕过曲面固壁时，流速和边界层外各点流速均不一样，如图 1.3 所示，图中 A、B、C、D 四一样。A 点为驻点，它是边界层的开始点，其边界层内的压强最大，速速度最大点，压强也由 A 点的最大降至最低，AB 段为顺压梯度区，区域转化为流体动能。BC 段流速降低，一部分动能恢复为压能，压强增加，区，其动能在点 C 消耗殆尽，壁面附近的流体速度降为零。离壁稍微远点受外流带动，动能较大，流至点 C 时速度方降为零，C＇以下的流体在逆发生倒流。
【参考文献】：
期刊论文
[1]并列双圆柱流致振动的不对称振动和对称性迟滞研究[J]. 陈威霖,及春宁,徐万海. 力学学报. 2015(05)
[2]影响从涡激振动中获取能量的参数研究[J]. 罗竹梅,张立翔. 振动与冲击. 2014(09)
[3]单向流作用下近壁面圆柱的流向振动[J]. 杨兵,高福平. 水动力学研究与进展A辑. 2010(01)
[4]低质量—阻尼因子圆柱体的涡激振动预报模型[J]. 潘志远,崔维成,刘应中. 船舶力学. 2005(05)
[5]圆柱及其组合体水动力与涡激振动计算[J]. 孙玉东,王伟东,刘忠族,程贯一. 水动力学研究与进展（A辑）. 2005(03)
[6]均匀流场中并列圆柱涡激振动的现状与预测[J]. 姚熊亮,陈起富. 海洋工程. 1995(03)
[7]均匀流场串列圆柱涡激振动特性的实验研究[J]. 姚熊亮,陈起富,徐文景. 振动工程学报. 1994(01)
[8]并列弹性双圆柱在均匀流场中的流体激励力的研究[J]. 姚熊亮,陈起富,徐文景,李维扬. 力学学报. 1994(01)
博士论文
[1]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3356971
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
可用于发电的各种能源[78]
哈尔滨工程大学硕士学位论文性弹簧刚度的响应；实验及实地测试设备的可靠性等问题的研究十分具程价值。内外研究现状涡激振动流致振动激振动是一种常见的流固耦合现象。流体流过非流线型物体（钝体）时发生涡旋脱落现象，当涡旋脱落的频率接近钝体的固有频率时，会导致与来流方向垂直的，具有周期性变化的流体作用力，从而使钝体开始振两侧交替产生周期性的涡流，钝体的周期性的振动又影响了流体的状态形态和涡旋脱落状态。流体与钝体的这种互相作用被称之为“涡激振动：
：图 1.2 涡激振动示意图IV 是由边界层分离引起的尾涡脱落导致的，当粘性流体绕过曲面固壁时，流速和边界层外各点流速均不一样，如图 1.3 所示，图中 A、B、C、D 四一样。A 点为驻点，它是边界层的开始点，其边界层内的压强最大，速速度最大点，压强也由 A 点的最大降至最低，AB 段为顺压梯度区，区域转化为流体动能。BC 段流速降低，一部分动能恢复为压能，压强增加，区，其动能在点 C 消耗殆尽，壁面附近的流体速度降为零。离壁稍微远点受外流带动，动能较大，流至点 C 时速度方降为零，C＇以下的流体在逆发生倒流。
【参考文献】：
期刊论文
[1]并列双圆柱流致振动的不对称振动和对称性迟滞研究[J]. 陈威霖,及春宁,徐万海. 力学学报. 2015(05)
[2]影响从涡激振动中获取能量的参数研究[J]. 罗竹梅,张立翔. 振动与冲击. 2014(09)
[3]单向流作用下近壁面圆柱的流向振动[J]. 杨兵,高福平. 水动力学研究与进展A辑. 2010(01)
[4]低质量—阻尼因子圆柱体的涡激振动预报模型[J]. 潘志远,崔维成,刘应中. 船舶力学. 2005(05)
[5]圆柱及其组合体水动力与涡激振动计算[J]. 孙玉东,王伟东,刘忠族,程贯一. 水动力学研究与进展（A辑）. 2005(03)
[6]均匀流场中并列圆柱涡激振动的现状与预测[J]. 姚熊亮,陈起富. 海洋工程. 1995(03)
[7]均匀流场串列圆柱涡激振动特性的实验研究[J]. 姚熊亮,陈起富,徐文景. 振动工程学报. 1994(01)
[8]并列弹性双圆柱在均匀流场中的流体激励力的研究[J]. 姚熊亮,陈起富,徐文景,李维扬. 力学学报. 1994(01)
博士论文
[1]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3356971
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3356971.html
