振荡水柱驱动压电发电理论建模分析

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作   者：

杜小振;  张燕;  文傲;  朱文斗;  于红; 

作者机构：

中国石油大学（华东）理学院;  山东科技大学机械电子工程学院; 

关键词：

压电发电;  波浪能;  微电源;  气室压强;  振荡水柱; 

期刊名称：

太阳能学报

基金项目：

环境振动驱动压电电磁集成发电微电源关键技术研究

i s s n：

0254-0096

年卷期：

2019 年 05 期

页   码：

1198-1206

摘   要：

振荡水柱(OWC)驱动压电发电装置采用振荡水柱波浪能转换装置与复合圆形压电陶瓷片结合,主要由箱体、振荡水柱、压缩空气柱和复合圆形压电陶瓷片组成。首先基于线性波理论,采用三维Green函数法建立气室内水气动力学性能的空气压强理论计算模型,利用多维切比雪夫多项式求解气室内压强;其次根据压电陶瓷发电理论,结合材料力学的基础理论,建立圆形压电振子受压强作用的数学模型,进行受力分析和变形分析,得到复合压电振子的能量输出。振荡水柱驱动压电发电理论建模,实现数值模拟波浪能向电能的转换,为海面无线传感网络节点、小功率设备等持续供电装置的设计提供理论依据。