مدلسازی اجزاء محدود سیال-جامد-پیزوالکتریک به منظور بررسی راه های بهبود عملکرد میکرو جاذب انرژی پیزوالکتریک در جریان سیال
در این مقاله با استفاده از روش اجزاء محدود، یک مدل کوپل سیال- جامد- پیزوالکتریک برای مطالعه و بهبود عملکرد یک میکرو مبدل پیزوالکتریکی توسعه یافته که برای جذب انرژی از جریان سیال طراحی شده است. در این جاذب انرژی، عبور جریان لزج و آشفته سیال از روی یک جسم مانع سبب وقوع پدیده جدایش گردابه میگردد. جدایش پریودیک گردابهها موجب اعمال یک نیروی برای نوسانی به تیر پیزوالکتریکی میشود که در پایین دست جسم مانع قرار گرفته است. نوسانات حاصله در تیر با توجه به خاصیت پیزوالکتریکی منجر به تولید جریان و انرژی الکتریکی خواهد شد. معادلات ناویر- استوکس و روش شبیهسازی گردابه بزرگ برای توصیف رفتار جریان آشفته سیال، و معادلات پیوستگی مومنتوم خطی به همراه روابط ساختاری پیزوالکتریک به فرم کرنش- بار برای تعیین تغییر شکل جامد و شدت میدان الکتریکی تولیدی به کار گرفته شدهاند. با طراحی آزمونهای عددی به روش تاگوچی، تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد برداشت کننده مطالعه شده است. مطابق با نتایج بدست آمده، انتخاب شکل مثلثی یا دی-شکل برای جسم مانع و اتخاذ کمترین مقدار ممکن برای نسبت طول به ارتفاع جسم مانع، فاصله تیر تا مانع جسم، و خروج از مرکز تیر نسبت به جسم مانع برای بهبود عملکرد جاذب سودمند است. ضمن اینکه شکل جسم مانع موثرترین پارامتر مورد بررسی در پژوهش حاضر بوده است.
- حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران میشود.
- پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانههای چاپی و دیجیتال را به کاربر نمیدهد.