A two-degree-of-freedom aeroelastic energy harvesting system with coupled vortex-induced-vibration and wake galloping mechanisms

唤醒 气动弹性 风力发电 空气动力学 风速 能量收集 振动 卡尔曼漩涡街 旋涡脱落 涡流 风洞 涡激振动 声学 物理 空气动力 机械 航空航天工程 能量(信号处理) 工程类 电气工程 湍流 气象学 雷诺数 量子力学
作者
Shun Chen,Chun H. Wang,Liya Zhao
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:122 (6) 被引量:13
标识
DOI:10.1063/5.0128616
摘要

Vortex-induced vibration (VIV) and wake galloping are two aeroelastic instability phenomena with similar underlying mechanisms related to vortex shedding. Inspired by this common feature, a two-degree-of-freedom (2DOF) piezoelectric aeroelastic energy harvester (PAEH) is proposed, which employs VIV and wake galloping mechanisms with their respective benefits to improve the wind energy harvesting performance in a wide wind speed range. The proposed 2DOF PAEH overcomes the limitations of conventional one-degree-of-freedom VIV and wake galloping energy harvesters, with the former being only effective in a single and narrow lock-in wind speed range and the latter failing to work at low wind speeds. The modal frequencies of the 2DOF PAEHs are easily manipulated, and the twin mechanisms improve power generation over two lock-in regions at low wind speeds by the VIV mechanism and a third power generation region at relatively higher wind speeds due to wake galloping. A coupled aero-electro-mechanical model is developed and verified by wind tunnel experiments on a prototype. The results show that the proposed harvester efficiently extracts wind energy in a wide wind speed range from 1.1 to 6 m/s. The influence of the distance between the two parallel bluff bodies, in which distance is a critical parameter, on the voltage output is experimentally investigated, revealing three distinct aerodynamic behaviors at different distances.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
香蕉觅云应助风68采纳,获得10
刚刚
刚刚
Daisy完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
3秒前
4秒前
上官若男应助July采纳,获得10
4秒前
4秒前
仲了一枪完成签到,获得积分10
5秒前
展锋发布了新的文献求助10
6秒前
刘十一发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
乐乐应助长情平彤采纳,获得30
8秒前
10秒前
笨笨的翠柏关注了科研通微信公众号
11秒前
lky1017发布了新的文献求助10
11秒前
赘婿应助11mao11采纳,获得10
11秒前
ran发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
张巨锋完成签到,获得积分10
12秒前
孤独幻枫发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
自然完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
科研通AI6.2应助LuxuryLuo采纳,获得10
14秒前
14秒前
zhang5657完成签到,获得积分10
15秒前
慕青应助HaoyangP采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.2应助芝士蛋挞采纳,获得10
15秒前
lky1017完成签到,获得积分10
15秒前
kiko发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
oso发布了新的文献求助10
17秒前
洗洗睡完成签到,获得积分20
19秒前
香蕉觅云应助投石问路采纳,获得10
19秒前
十一发布了新的文献求助30
21秒前
kang完成签到,获得积分10
21秒前
guanguan发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518111
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8310882
关于积分的说明 17767247
捐赠科研通 5620152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926154
邀请新用户注册赠送积分活动 1902976
关于科研通互助平台的介绍 1763953