丁林
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张力
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姜德义
工程热物理学报
采用二维非稳态RANS方法结合Spalart-Allmaras湍流模型,对高雷诺数下串列双圆柱流致振动进行数值计算.利用粗糙带改变圆柱表面结构,详细分析串列双圆柱流致振动响应及能量转换特性.结果表明双圆柱产生流致振动时,上下游圆柱的振幅和频率响应曲线出现涡致振动初始分支、涡致振动上部分支和驰振分支,圆柱驰振时的最大振幅达到了2.8D.在所研究的整个Re数范围内,双圆柱都能有效实现能量收集.在Re=100000时,圆柱流致振动能量转换最大功率达到了41.16W.
关键词:
圆柱
,
旋涡脱落
,
流致振动
,
能量收集
王军雷
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冉景煜
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丁林
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张敏
,
张力
工程热物理学报
本文设计了一种基于涡激振动的流体动能收集装置.该器件主要包括钝体和PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电悬臂梁,涡街的交替脱落引起梁发生振动,通过压电效应将振动能量转为电能.基于流固耦合计算对该结构压电能量收集特性,以及压电悬臂梁的升阻力系数、振幅和频率等特性进行了数值分析,并着重研究圆柱型钝体与PVDF压电悬臂梁的位置对装置发电效率的影响.结果表明,圆柱与悬臂梁直接相连(即L=0.5D)会得到较高电压输出,在雷诺数Re=6000时,振幅峰值为A=0.97D,输出电压峰值达到0.923 V.
关键词:
能量收集
,
压电效应
,
流固耦合
,
大变形
武丽明
,
张晓青
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.012
以线性聚丙烯(PP)为原材料,经压缩气体膨化处理和电晕极化处理后,使其具有压电效应,并将其应用在振动能量采集器中.结果表明,PP压电驻极体在厚度方向上的弹性模量和机械品质因数(FOM,d33?g33)分别为1.7 MPa和8.4 GPa-1,利用面积为3.14 cm2单层膜进行能量采集,当振子质量为25.6,33.7和57.7 g时,其共振频率分别为2300,2000和1800 Hz,在各自的匹配负载条件下,获得的输出功率分别为10.1,13.2和16.9μW/g2.将两片PP膜电学串联,当振子质量为33.7 g时,在共振频率1400 Hz和匹配负载4.3 MΩ的条件下,可以获得的输出功率为15μW/g2.
关键词:
聚丙烯
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压电驻极体
,
能量采集
