基于钝体绕流的压电发电模型研究

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1、表兩：ｋ聲工程硕±学位论文基于纯体绕流的圧电发电模型研究专业名称：由气工巧研究生姓名：高秀校内导师：徐志科校外导师：曹胜华本论文获国家自然科学基金项目（５１１７７０１４）资助。ＡＭＯＤＥＬＳＴＵＤＹＯＦＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＧＥＮＥＲＡＴＯ民ＢＡＳＥＤＯＮＴＨＥＦＬＯＷＡＲＯＵＮＤＡＢＬＵＮＴＢＯＤＹＡＴｈ的ｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔ

2、ｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢＹＧａｏＸｉｕＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＸｕＺｈｉｋｅＡｎｄＣａｏＳｈｅｎｕａｇｈＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论义是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用

3、过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、研究生签名、王：高争曰期：刮王＾东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的，可Ｗ采用影印复印件和电子文培、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。义。研究生签名、：為专导师签名：

4、汾《斗日期：＾＾摘要海洋环境监测是人类进行海洋资源开发、利用和保护的基本手段。当代巧洋环境监测技术的发展与无线传感器网络的发展密切相关一。无线传感器网络是种新兴的网络技术，芭被广泛应用于环境监測和保护、医疗与护理、军事、工业等多个领域。无线传感器网络不需要基站．成本低廉，并且可１＾｜通过密集部署传感器实现多节点的同时监測。因此，对于海洋环境监测而言有着独特的优势。一针对用于海洋环境监測的无线传感器网络的工作环境，本文提出了种基于純体绕流的压电发电技术用来给传感器网络节点供电，。该压电发电机被放置在海流

5、环境中将純体尾流中的游离游巧作为整个装置的巧振力，它能够采集流动媒介中的动能，并且将其直接转换成电能，从而实现无线传感器网络节点的电能自供给。一文章首先设计了种可用于海流环境能量采集的基于纯体绕流的压电发电系统。该系统由巧体结构、压电柔性体Ｗ及外围电巧兰个部分构成。设计的重点在于对该皮电发电机澈振力的研究。本文选取圆柱作为巧体对象—．分析了流体力学中的典型现象圆柱绕流及其形成的锅流场将性，并且研究了压电换能器的相关理论。其次，文章根据流固稱合动力学、压电材料的机电辆合相关理论化及基本的电巧知识，分别对流

6、固稱合和机电锅合两个部分进行分析求解，珪立了基于纯体绕流的压电发电机的数学模型。同化文章根据对基于巧体绕流的压电发电机的理论分化利用ＡＮＳＹＳ软件中的邮ｅｎｔ单元和ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＡＰＤＬ单元分别对流固稱合场、机电稱合场进行建模求解，最终得到了店电发电机的开路电压和纯阻性负截条件下的输出功率，并且研巧了来流速度、圆柱尺寸等因素对压电发电机输出电能的影响。最后一一，论文巧建了个小型实验平台，采用变频水累作为动力源，制作得到了个恒流速的水一槽，将压电薄膜和圆柱体按定位置固定放置在水椎中，实验观察压电薄膜的输出

7、电压波妝得到了不同流速和圆柱直径条件下的电压，并且外接负载，得到了相应的输出功率值。关键讯巧体绕流，压电，能量采集ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｉｓｔｈｅｂ化ｉｓｍｅａｎｓｔｏｄｅｖｅｌｏｕｔＷ巧ａｎｄｒｏｔｅｃｔｔｆｉｅｍａｒｉｎｅｇｐ，ｐｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｈｕｍａｎｂｅｉｎｇｓ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｍｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍｏｎｉｔ

8、ｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｃｌｏｓｅｌｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｉｓ