隨著資源枯竭的日益嚴(yán)峻以及微電原件的發(fā)展,尋找一種清潔能源為其供電成為現(xiàn)在的研究熱門。自然界中有著豐富的水資源沒(méi)到流體通過(guò)鈍體時(shí),會(huì)在其尾部產(chǎn)生渦旋誘發(fā)鈍體產(chǎn)生振動(dòng),馳振是一種常見(jiàn)的流致振動(dòng)現(xiàn)象,且分為橫流馳振與尾流馳振兩種常見(jiàn)的振動(dòng)。目前已有將馳振能量收集利用的先例,其中以懸臂梁-壓電片耦合方式居多,但其大多為單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)懸臂梁系統(tǒng),其起振流速大,能量利用效率較低,本文從提高馳振能量捕獲器的發(fā)電效率出發(fā),引入磁鐵-懸臂梁耦合三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng),提出了一種三穩(wěn)態(tài)橫流馳振能量捕獲器與三穩(wěn)態(tài)尾流馳振能量捕獲器,并研究了三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)變化對(duì)其發(fā)電性能的影響,主要研究工作如下:簡(jiǎn)化三穩(wěn)態(tài)橫流馳振模型并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模,對(duì)其進(jìn)行歸一化處理。通過(guò)靜態(tài)分岔分析論證了三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性;研究通過(guò)改變?nèi)�(wěn)態(tài)系統(tǒng)參數(shù),得到其存在區(qū)域以及參數(shù)取值的臨界范圍,并對(duì)其存在區(qū)域進(jìn)行了三種阱深情況的劃分;研究了三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)平衡點(diǎn)的影響,在固定β值的情況下,得到μ值變化與γ值變化對(duì)平衡點(diǎn)影響的變化趨勢(shì)。對(duì)比了雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的特性,并研究了兩種系統(tǒng)對(duì)橫流馳振振幅特性與發(fā)電特性的影響,得到了三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)平衡點(diǎn)較寬...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓電俘能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流致振動(dòng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 流致振動(dòng)俘能研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
2 三穩(wěn)態(tài)橫流馳振能量捕獲系統(tǒng)建模
    2.1 三穩(wěn)態(tài)馳振能量捕獲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型
    2.2 三穩(wěn)態(tài)馳振能量捕獲系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 力學(xué)模型及外部電路
        2.2.2 三穩(wěn)態(tài)非線性恢復(fù)力的計(jì)算
        2.2.3 機(jī)電耦合力的計(jì)算
        2.2.4 歸一化處理
        2.2.5 平均功率
    2.3 平衡點(diǎn)的靜態(tài)分岔分析
    2.4 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)勢(shì)能函數(shù)的影響
        2.4.1 三穩(wěn)態(tài)勢(shì)能函參數(shù)取值范圍研究
        2.4.2 三穩(wěn)態(tài)勢(shì)能函參數(shù)對(duì)勢(shì)阱深度的影響
        2.4.3 三穩(wěn)態(tài)勢(shì)能函參數(shù)對(duì)平衡點(diǎn)的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)變化對(duì)橫流馳振能量捕獲器的響應(yīng)研究
    3.1 雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)對(duì)比
    3.2 三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)勢(shì)能函數(shù)對(duì)能量收集系統(tǒng)的影響
        3.2.1 三穩(wěn)態(tài)勢(shì)能函數(shù)參數(shù)μ對(duì)系統(tǒng)的影響
        3.2.2 三穩(wěn)態(tài)勢(shì)能函數(shù)參數(shù)γ對(duì)系統(tǒng)的影響
        3.2.3 等平衡點(diǎn)不同勢(shì)阱深度對(duì)系統(tǒng)的影響
        3.2.4 等勢(shì)阱深度不同平衡點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 三穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)變化對(duì)尾流馳振系統(tǒng)的響應(yīng)研究
    4.1 三穩(wěn)態(tài)尾流馳振能量捕獲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型
    4.2 三穩(wěn)態(tài)尾流馳振能量捕獲系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 力學(xué)模型及外部電路
        4.2.2 歸一化處理
        4.2.3 平均功率
    4.3 三穩(wěn)態(tài)尾流馳振能量捕獲系統(tǒng)的發(fā)電性能分析
        4.3.1 尾流馳振與橫流馳振發(fā)電性能的對(duì)比分析
        4.3.2 等平衡點(diǎn)不同阱深對(duì)尾流馳振系統(tǒng)的影響
        4.3.3 等勢(shì)阱深度不同平衡點(diǎn)對(duì)尾流馳振系統(tǒng)的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號(hào)：3775884