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边比对矩形圆柱横向舞动能量收集的影响( Effects of side ratio on energy harvesting from transverse galloping of a rectangular cylinder )
H Yu M Zhang
矩形圆柱体被认为是理想的钝体，用于基于驰振的能量收集，但对于侧边比（即圆柱体宽与圆柱体高之比）的影响还没有系统的研究。本文基于一个典型的电-气-力学模型,采用准定常理论计算气动力,研究了侧边比对矩形圆柱横向驰豫获得压电能量的影响。利用现有的边比为0.62～3.0的矩形圆柱体的实验气动力系数作为准定常气动力模型的输入。研究了侧比和负载阻力对舞动式能量采集器的起动速度、位移和功率输出的影响。结果表明，舞动起始速度与载荷阻力有关，但随着固有频率的增加，这种依赖性变小。能量采集器的起振速度随侧比的增大而减小，侧比为2.50左右的矩形圆柱体起振速度最小。在低流速时，边比为1.62或2.0的圆柱体实现最大的振动幅度，而在高流速时，最大的振动幅度总是由方柱实现。因此,舞动式能量采集器的侧边比应根据其工作环境进行设计：如果希望采集器在较高的折流速度下工作,最佳侧边比应在1.0左右；如果希望采集器在较低的折流速度下工作,最佳侧边比应在1.622.0左右。这些结论可为设计以矩形圆柱体为钝体的舞动集能器提供参考。
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scidown PubMed Central, Author response image 1。: eLife。2014;3: e04137。2014年10月10日在线发布。doi: 10.7554 / eLife.04137下载