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基于流机电多物理场耦合下涡激振动能量收集模型及特性

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

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