摘要 | 第4-6页 |
ABSTRACT | 第6-8页 |
符号说明 | 第9-14页 |
1 绪论 | 第14-34页 |
1.1 研究背景 | 第14-15页 |
1.2 流致振动研究现状 | 第15-24页 |
1.3 涡激振动能量收集研究现状 | 第24-30页 |
1.4 本文的主要研究工作 | 第30-34页 |
2 流固耦合涡激振动物理数学模型及数值计算方法 | 第34-60页 |
2.1 引言 | 第34页 |
2.2 涡激振动系统物理模型 | 第34-36页 |
2.3 涡激振动基本控制方程 | 第36-38页 |
2.3.1 流体动力学控制方程 | 第36-37页 |
2.3.2 湍流模型 | 第37-38页 |
2.4 流固耦合数值求解方法 | 第38-40页 |
2.4.1 外部流场求解方法 | 第38-39页 |
2.4.2 流固耦合涡激振动数值求解方法 | 第39-40页 |
2.5 外部流场特性求解方法数值验证 | 第40-48页 |
2.5.1 圆柱固定绕流 | 第43-46页 |
2.5.2 方柱固定绕流 | 第46-48页 |
2.6 流固耦合涡激振动数值求解方法实验验证 | 第48-59页 |
2.6.1 实验系统 | 第49-55页 |
2.6.2 实验结果及方法验证 | 第55-59页 |
2.7 小结 | 第59-60页 |
3 流机电多物理场耦合涡激振动能量收集模型及求解方法 | 第60-76页 |
3.1 引言 | 第60页 |
3.2 压电振动能量收集的压电转换原理 | 第60-62页 |
3.3 压电悬臂梁集总参数模型的建立 | 第62-68页 |
3.3.1 简谐激励一般模型 | 第62-64页 |
3.3.2 正弦激励下悬臂梁的振幅与电压响应 | 第64-68页 |
3.4 流机电多物理场耦合涡激振动能量收集模型建立及求解 | 第68-75页 |
3.4.1 流机电涡激振动能量收集耦合控制方程 | 第68-70页 |
3.4.2 流机电耦合弹簧-振子方程的降维过程 | 第70-72页 |
3.4.3 流机电多物理场耦合能量收集的数学模型和求解方法 | 第72-75页 |
3.5 小结 | 第75-76页 |
4 流机电多物理场耦合下圆柱涡激振动能量收集特性 | 第76-118页 |
4.1 引言 | 第76页 |
4.2 物理模型 | 第76-78页 |
4.3 外接载荷对振动系统的负反馈 | 第78-79页 |
4.4 光滑圆柱 VIVPEH 涡激振动和能量收集特性 | 第79-103页 |
4.4.1 光滑圆柱气动力特性和振幅响应 | 第81-89页 |
4.4.2 光滑圆柱升力系数和位移时程的相位角分析 | 第89-92页 |
4.4.3 光滑圆柱近尾迹旋涡流场分析 | 第92-96页 |
4.4.4 光滑圆柱 VIVPEH 电压输出及功率输出 | 第96-103页 |
4.5 PTC 圆柱 VIVPEH 涡激振动和能量收集特性 | 第103-117页 |
4.5.1 PTC 圆柱气动力特性和振幅响应 | 第103-112页 |
4.5.2 PTC 圆柱近尾迹流场特性分析 | 第112-114页 |
4.5.3 PTC 圆柱 VIVPEH 电压及功率输出 | 第114-117页 |
4.6 小结 | 第117-118页 |
5 流机电多物理场耦合下非圆柱涡激振动能量收集特性 | 第118-156页 |
5.1 引言 | 第118-119页 |
5.2 物理模型及系统参数 | 第119-120页 |
5.3 计算区域及工况 | 第120-125页 |
5.4 方柱 VIVPEH 的涡激振动和能量收集特性 | 第125-141页 |
5.4.1 不同攻角方柱 VIVPEH 的振动特性 | 第125-136页 |
5.4.2 不同攻角方柱 VIVPEH 的相位角分析 | 第136-137页 |
5.4.3 不同攻角方柱 VIVPEH 的近尾迹旋涡脱落分析 | 第137-139页 |
5.4.4 不同攻角方柱 VIVPEH 的电压输出和功率输出 | 第139-141页 |
5.5 三角柱 VIVPEH 的涡激振动和能量收集特性 | 第141-154页 |
5.5.1 不同顶角三角柱 VIVPEH 的振动特性 | 第141-148页 |
5.5.2 不同顶角三角柱 VIVPEH 的近尾迹旋涡脱落分析 | 第148-152页 |
5.5.3 不同顶角三角柱 VIVPEH 的电压输出和功率输出 | 第152-154页 |
5.6 小结 | 第154-156页 |
6 结论与展望 | 第156-160页 |
6.1 结论 | 第156-158页 |
6.2 本文主要创新点 | 第158-159页 |
6.3 研究展望 | 第159-160页 |
致谢 | 第160-162页 |
参考文献 | 第162-172页 |
附录 | 第172页 |
A 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第172页 |
B 作者在攻读博士学位期间申报的专利 | 第172页 |