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基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能器研究
摘要：
本文针对风力能源的开发和利用，选取基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能器作为研究对象。通过对卡门涡街现象和压电效应的综述、谐振型风力压电俘能器的设计和优化、实测实验和结果分析等方面进行研究，旨在提高风力能源的利用效率和稳定性。实验结果表明，谐振型风力压电俘能器在一定风速范围内具有较高的俘能效率和稳定性，有望成为风力能源利用的重要手段之一。
关键词：卡门涡街，压电效应，谐振型风力压电俘能器，风力能源，俘能效率
1.引言
近年来，随着能源需求的不断增加和对环境问题的关注，可再生能源的研究和应用成为热点领域之一。风力能源作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛关注。然而，利用风能进行发电还存在一些技术难题，如风力发电机效率低、风速波动大等。因此，提高风力能源的利用效率和稳定性是一个重要的研究方向。
2.卡门涡街现象和压电效应
卡门涡街现象是指在某些条件下，流体通过流动垂直于流向的圆柱体时，会形成一种交替脱落的涡街现象。该现象被广泛应用于流体力学研究和工程应用中。而压电效应是指某些晶体在受到机械应力或变形时，会产生电荷分布的非均匀，从而产生电势差和电压，这种效应也被广泛应用于传感器、换能器等领域。
3.谐振型风力压电俘能器的设计与优化
谐振型风力压电俘能器是一种利用卡门涡街现象和压电效应相结合的装置。其基本原理是当风通过俘能器时，产生的涡街激励压力作用在压电陶瓷上，使其发生振动，并将振动能量转化为电能。本文通过数值模拟和实验研究，设计了一种具有较高俘能效率和稳定性的谐振型风力压电俘能器。
4.实测实验和结果分析
通过对谐振型风力压电俘能器在不同风速下的实测实验，得到了其俘能效率和稳定性曲线。实验结果显示，在一定范围内，风力压电俘能器具有较高的俘能效率和稳定性。通过对实验结果的分析，得出了提高俘能效率和稳定性的优化方案。
5.结论
本文通过对基于卡门涡街原理的谐振型风力压电俘能器的研究，提出了一种提高风力能源利用效率和稳定性的新方法。实验结果表明，谐振型风力压电俘能器具有较高的俘能效率和稳定性，有望成为风力能源利用的重要手段之一。未来的研究方向可以是进一步优化设计和提高俘能效率。
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