基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能器研究

摘要

针对大田环境中无线传感器网络节点需要持续稳定电能的要求,发展一种基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能技术.基于计算流体力学数值方法,分析在不同风速下进气道内流场的流体动力学行为,实现对进气道及绕流体的结构设计.采用亥姆赫兹谐振腔作为风压谐振放大及涡脱频率的调节装置,并使谐振腔底部压电复合薄圆板与亥姆霍兹谐振腔的频率一致,从而在气流的冲击振荡作用下产生共振并输出最大的电能.实验表明,谐振型压电俘能器在风速14 m/s,外部负载电阻400 kΩ时最大可输出13.6 mW的电能.