流动下圆柱涡激振动能量采集的最优效率研究
流体动力学
2023-02-21 v1
摘要
本文采用降阶模型（ROM）结合实验与直接数值模拟的联合方法，研究圆柱横向涡激振动（VIV）流体流动能量采集的最优效率。在高分辨率下预测了流动约化速度与结构阻尼比宽范围内的效率图谱，并针对不同的质量比与雷诺数考察了最大效率及阻尼比与约化速度的最优设置。ROM 预测的效率也通过实验或直接模拟进行了验证。本工作表明：(i) 最大效率受来流约化速度与质量比和结构性阻尼比乘积的共同控制，这与 VIV 最大振幅类似；(ii) 亚临界区中相对较高雷诺数（）下的最大效率高于层流区低雷诺数（）的情况；(iii) 低质量比圆柱 VIV 的能量采集效率比较高质量比更具鲁棒性。该发现表明 VIV 采集器在水中表现优于在空气中。
引用
@article{arxiv.2302.09975,
title = {Optimal energy harvesting efficiency from vortex-induced vibration of a circular cylinder under flow},
author = {Peng Han and Qiaogao Huang and Guang Pan and Denghui Qin and Wei Wang and Rodolfo T. Gonçalves and Jisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09975},
year = {2023}
}