阵列扰动压电能量采集器

功率密度增144倍

通过在流道中布置扰动柱阵列并移除钝体前方扰动柱,形成局部加速流场,大幅提升水力压电采集器的输出功率密度,且实验结果与理论模型吻合良好。

Ganggang, Liang · Zhao, Daoli · 郭鹏程 · Xin, Wu · Haipeng, Nan · Sun, Weipeng

Energy Conversion and Management 2023

参数信息

功率密度(半圆柱)
3.98 kW/m³
功率密度(圆柱)
0.41 kW/m³

技术优势

功率密度骤增

移除钝体前方扰动柱可提高局部流速,使半圆柱采集器功率密度提升144.6倍,圆柱采集器提升5.4倍。

流场调节简单

通过改变扰动柱的布置方式即可实现性能调控,完全排列可稳定水流,移除部分则增强流速,无需更换核心结构。

理论实验吻合

改进的Van der Pol模型与准稳态假设能准确预测采集器的涡激振动和驰振行为,模型结果与实验一致,可指导设计优化。

应用场景