流致涡激振动压电发电风能采集技术模拟研究

摘要：

为了实现风能驱动压电能量采集器振动发电,给野外生态环境检测传感器长期供能.研究流致涡激振动将层流风能转换为高频振动,提高压电发电效率.基于ANSYS软件流场分析的CFD数值仿真分析软件建立涡激振动尾流区域流场压电俘能发电模型.设置多个流场激振特性监测点,分析流经钝体产生的涡街脱落尾流区空气压强,模拟波动气压驱动压电振动发电输出特性.采用三种钝体结构分析不同风速作用下钝体尾流区域漩涡脱落特性,研究钝体尾流区压力变化情况,优化系统气流动态特性,获取最佳能量采集区域.将涡激振动引起的波动空气流场与聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜结构结合,分析流致涡激压电薄膜振动变形特性与和输出电能.结果表明:尾流区域各点振动强度存在较大差别;风速增加,涡激振动频率增显著加;三角形钝体尾流区涡激振动强度较高,压电发电输出能量提高.

关键词：风能、涡激振动(VIV)、压电能采集、聚偏氟乙烯(PVDF)、自供能

所属期刊栏目：41

分类号：TN384;TP211(半导体技术)

资助基金：山东省自然科学基金资助项目;山东省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：168-174,200