基于不同直径双圆柱流致振动的能量采集和水洞性能测试

发布时间：2025-04-26 22:42

　　随着社会经济发展与环保的需要,人们对风能、潮汐能、海流能等可再生资源的关注日益提高。近年来,由于可再生能源领域的飞速发展,基于流致振动的发电设备不断涌现,学术界又掀起了新一轮的关于流致振动及其能量提取的研究浪潮。然而,目前基于流致振动的发电设备通常是提取钝体涡激振动所转化的能量,仅适用于较低流速范围。考虑到不同直径串列圆柱所引起的具有较高能量的驰振现象,有望基于此现象开发出新型的俘能装置并提高能量转化效率。本课题提出了基于不同直径串列圆柱的流致振动发电装置。该装置利用位于直径为d的圆柱尾流中的弹性支撑圆柱体（直径为D）的流致振动现象来进行能量的采集。圆柱的直径比为d/D=0.4。实验中均匀来流的流速U_∞范围为1.54 m/s～9.0 m/s,对应的雷诺数范围为Re=3.3×10～3～1.95×10～4。振动系统的质量比m*为802,而振动系统的阻尼比ξ为控制参量其变动范围在0.00091到0.00340之间。圆柱之间的中心距与上游圆柱直径的比值为L/d=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5和4.0。依据下游圆柱体的振动幅值和频率,对能量采集系统的功率P及其...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
Acknowledgement
Nomenclature
Chapter1 INTRODUCTION
    1.1 Background
    1.2 Literature review
        1.2.1 Single-cylinder and the energy extraction
        1.2.2 Multiple circular cylinders
        1.2.3 Energy extraction of multiple circular cylinders
    1.3 Objective
Chapter2 EXPERIMENTAL SETUP
    2.1 Wind tunnel
    2.2 Vibration system setup detail
    2.3 Measurement of vibration response
    2.4 Measurement of pressure and force
    2.5 Measurement of flow speed
    2.6 PIV measurement
    2.7 Mathematical description
    2.8 Summary
Chapter3 Energy extraction from FIV
    3.1 Pressure and force response
    3.2 Vibration responses
    3.3 Frequency responses
    3.4 Power harness
    3.5 Efficiency of harnessed power
    3.6 Summary
Chapter4 Water tunnel documentation
    4.1 Water tunnel design
    4.2 Flow speed of the water tunnel
    4.3 The flow speed distribution
    4.4 The vibration of the tunnel wall
    4.5 The turbulence intensity
    4.6 Summary
CONCLUSIONS
REFERENCES
Author’s Publications
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本文编号：4041476