渦流場(chǎng)中壓電梁俘能的仿真和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、自然界中，流動(dòng)的流體蘊(yùn)含著巨大的能量，當(dāng)流體作用于壓電裝置時(shí)，激勵(lì)壓電裝置振動(dòng)將流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為電能，可為微電子設(shè)備供電。在層流場(chǎng)中，水流激勵(lì)作用小，壓電俘能轉(zhuǎn)化效率低，將壓電裝置置于渦街流場(chǎng)中，可提高其俘能轉(zhuǎn)化效率。
　　本文結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)，壓電學(xué)等相關(guān)知識(shí)，采用仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究思路，分析了壓電梁在渦流場(chǎng)中的俘能情況。具體工作如下：
　　首先利用Fluent流場(chǎng)分析軟件建立流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)模型，分析了渦街流場(chǎng)的分布情況，

2、并分析了流場(chǎng)流速和圓柱直徑對(duì)渦街脫落的影響。利用Comsol Multiphysics14.0建立流體-固體耦合物理場(chǎng)模型，實(shí)現(xiàn)了壓電振子在流場(chǎng)中振動(dòng)產(chǎn)生變形。
　　利用ComsolMultiphysics14.0建立流體-固體-電學(xué)三物理場(chǎng)模型。針對(duì)壓電設(shè)備輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行特征值提取，分別知道電壓峰值、電壓有效值和電壓信號(hào)主要頻率成分，并對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除信號(hào)中的高頻成分而保有低頻成分。分析圓柱直徑、流場(chǎng)流速和壓電梁