钝体尾流－压电薄膜涡激共振能量采集多场耦合机理的高频响TR-PIV实验研究

项目名称： 钝体尾流－压电薄膜涡激共振能量采集多场耦合机理的高频响TR-PIV实验研究

项目编号： No.51176108

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 刘应征

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 随着微型传感器网技术及其工程应用的提高，对于处在流体环境下的微机电设备而言，利用旋涡流动的周期性激励与柔性压电薄膜抖动运动之间的多场耦合效应采集能量以实现连续自持供电具有很强的科学意义和应用价值。利用压电薄膜涡激共振采集能量这一创新技术是一种涉及旋涡流动－薄膜抖动运动－压电薄膜电流输出的复杂多场耦合问题。本课题拟采用高频响TR-PIV光学实验测量技术，对压电薄膜涡激共振能量采集机理进行系统的基础实验研究，同步测量得到旋涡输运及其与薄膜抖动耦合过程中的演变特征，以及压电薄膜电压输出信号的强度变化，综合了解压电薄膜涡激共振过程的能量采集机理，分析旋涡流动－薄膜抖动－压电效应电压输出之间的多场耦合特征，建立压电薄膜涡激共振动力学数学模型。通过实验研究薄膜大小、布置方式和位置对能量采集功率的影响，为优化压电薄膜涡激共振能量采集系统提供科学依据和理论指导。

中文关键词： 旋涡动力学；压电薄膜；能量采集；多场耦合；TR-PIV

英文摘要：

英文关键词： vortex dynamics；piezoelectric membrane；energy harvesting；multi-physics coupling；TR-PIV