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摘要
基于压电原理转化机械振动能量是一种有效的绿色能量收集技术，可用于从结构的流激振动中获取能量。它涉及流-固-电的耦合，现有研究主要集中于流-固耦合，且涉及与电耦合的研究鲜有报道。该文基于Open FOAM自主开发流动-振动-电路耦合的能量收集求解器，对利用圆柱附加分离盘产生流激振动，获取能量的过程进行了数值模拟。结果表明：负载电阻的增大使机电耦合阻尼先上升后下降，机电耦合阻尼的升高使振幅减小。在高机电耦合阻尼情况下，结构振动由驰振转变为涡激振动。涡激振动工况在锁定区内有较大的输出电压、输出功率和效率，但是离开锁定区后，能量收集效果迅速减弱。驰振工况的输出电压、输出功率和效率随流速增大呈上升趋势。
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单位建筑工程学院; 上海交通大学
