一种涡致振动压电发电结构的仿真与实验分析

• 作者: 安然然 张昌宇 李莉 葛占岭 陈兆一
• 来源期刊: 通信电源技术
• 关键词: 涡致振动 压电发电 数学建模 仿真分析 能量转换效率
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 研制开发
• 页码范围: 21-25
• 页数: 5页
• 字数: 4151字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19399/j.cnki.tpt.2017.06.008

摘要

提出了一种新型的压电发电装置,将双压电片悬臂梁沿轴向放入柔性轻质圆管内部,圆管立于流体内,轴向与来流方向垂直,圆筒内悬臂梁平面与来流方向平行.该结构可利用流体绕流圆管时产生的涡致振动驱动圆管在垂直于来流方向产生有规律的弯曲振动,从而带动压电悬臂梁产生周期性振动,进而产生电压.首先进行数学建模分析,得到了振动响应曲线.通过在ADINA中对该结构的流固双向耦合仿真分析得到了涡致振动导致的悬臂梁位移变化曲线,其与数学分析得到的振动响应曲线基本一致.然后利用ANSYS将得到的悬臂梁最大位移(1.1×10 4m)作为初始条件,进行了压电耦合仿真,得到了压电片上的电压分布曲线,其中最大电压为2.431 V.在此基础上采用Multisim软件进行了能量收集电路仿真,得到了能量转换效率为37.92％.最后进行实验测试,得到了发电结构的输出电压曲线,实测值与仿真结果比较接近.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	安然然	沈阳化工大学计算机科学与技术学院	21	44	3.0	5.0
2	李莉	沈阳化工大学计算机科学与技术学院	23	109	5.0	9.0
3	葛占岭	沈阳化工大学计算机科学与技术学院	3	2	1.0	1.0
4	张昌宇	沈阳化工大学计算机科学与技术学院	2	1	1.0	1.0
5	陈兆一	沈阳化工大学计算机科学与技术学院	3	8	1.0	2.0