基于介電彈性體（dielectric elastomer,DE）材料振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置由波浪能采集和發(fā)電部分組成,利用介電彈性體發(fā)電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)空氣透平發(fā)電機,可簡化裝置并提高壽命。首先利用勢流理論的流體速度勢求解水下各點壓強,然后建立振蕩水柱與氣室內(nèi)壓強的動態(tài)模型計算裝置氣室內(nèi)壓強,該壓強作用在介電彈性體薄膜上驅動其形變。為驗證理論計算正確性,對氣室頂部結構有限元分析,仿真結果與計算結果相吻合�；诖死碚摲治瞿Ｐ痛_定介電彈性體薄膜形變最大時的參數(shù)取值,分析系統(tǒng)輸出能量特性。 

【文章來源】：太陽能學報. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

振蕩水柱波浪能發(fā)電流體動力學模型

仿真分析中，對介電彈性體薄膜進行預拉伸處理，薄膜拉伸前半徑為3 m，厚度為0.01 m，根據(jù)式（9）計算出的拉伸比得出拉伸后薄膜半徑，對薄膜邊緣設置位移量為此薄膜拉伸后半徑。介電彈性體材料具有拉伸時大變形及網(wǎng)格扭曲等特性，需用雜交（Hybrid）單元來模擬彈性體材料等超彈性材料的材料屬性。本文對介電彈性體材料劃分網(wǎng)格時采用網(wǎng)格細化的實體六面體雜交單元（C3D8H）進行網(wǎng)格劃分。裝置頂部介電彈性體薄膜形變?nèi)鐖D2所示。將理論計算的氣室內(nèi)壓強作為輸入載荷模擬分析介電彈性體薄膜隨氣室壓強的變化關系，結果如圖3所示。在相同參數(shù)下理論計算與仿真分析存在的誤差是由于定義材料屬性時需忽略薄膜表面電極材料，曲線基本吻合，說明理論模型能有效分析介電彈性體形變，滿足介電彈性體機電耦合輸出能量轉換計算要求。

將理論計算的氣室內(nèi)壓強作為輸入載荷模擬分析介電彈性體薄膜隨氣室壓強的變化關系，結果如圖3所示。在相同參數(shù)下理論計算與仿真分析存在的誤差是由于定義材料屬性時需忽略薄膜表面電極材料，曲線基本吻合，說明理論模型能有效分析介電彈性體形變，滿足介電彈性體機電耦合輸出能量轉換計算要求。計算得出振蕩水柱驅動介電彈性體薄膜形變與波浪周期和波幅的關系如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3495281