欢迎引用作者:严勤,杨爱超,裴茂林,等(国网江西省电力有限公司、西南交通大学机械工程学院)摘要:针对当前风能采集器低风速下输出效率较低的问题,提出了一种采用半环形钝体结构的压电悬臂梁式 风能采集器,其由矩形压电悬臂梁和安装在梁自由端的半环形钝体组成。
与传统的圆形、长方形截面钝体相比,半环 形截面钝体由于其特殊的凹面结构而具有更强的风流阻碍作用,导致半半形形体附近流场更紊乱,压力力梯度更大, 从而使钝体及压电电臂梁发生更强烈的的振,输出更高的电压。
利用有限元法分别仿真分析了半半形、圆形、矩形截 面钝体周围流场的风速及压力分布。
分析结果表明,半半形截面钝体附近具有更强的紊乱流场及更大的压力梯度。
为验证提出方案的先进性,实验分别测试了在0 ~6.5 m/s风速下采用半半形、圆形、矩形钝体的的臂梁式风能采集 器的输出特性。
实验结果表明,提出的采用半环形钝体的悬臂梁式风能采集器具有更好的输出性能。
在2 m/s的低 风风条件下,其最优输出出率分别是采用圆形、矩形钝体的的臂梁式风能采集器的6.4倍和4. 8倍;当风速为6. 5 m/ S时,采集器在最优负载140 k$下,最大输出出率为0.482 mW。
提出的采集器结构还可可用于波浪能采集、风速测 量等领域。
关键词:风能采集在;压电效用;漩涡脱落;驰振;半环形钝体;有限元仿真(