A piezoelectric energy harvester based on flow-induced flexural vibration of a circular cylinder

作者
Jiemin Xie,Jiashi Yang,Hongping Hu,Yuantai Hu,Xuedong Chen
出处
期刊:Journal of Intelligent Material Systems and Structures [SAGE Publishing]
卷期号:23 (2): 135-139 被引量:47
标识
DOI:10.1177/1045389x11431744
摘要

This article proposes a new piezoelectric structure for energy harvesting from flow-induced vibrations. It consists of a properly poled and electroded flexible ceramic cylinder. When it is in a flow perpendicular to its axis, the flow exerts a transverse force on the cylinder due to asymmetric vortex shedding, which drives the cylinder into flexural vibrations with an electrical output. A one-dimensional model is derived for the motion of the cylinder, which allows an analytical solution from which the basic behaviors of the energy harvester are calculated and examined. For a cylinder of 40 cm in length and [Formula: see text]cm in diameter in flowing air with a speed of 5 m/s, the output power is of the order of [Formula: see text]. It becomes significantly higher if the flow speed is increased.

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