基于摩擦纳米发电机的俘获风致振动能量分析.pdfVIP

创新应用Applications

基于摩擦纳米发电机的俘获风致振动能量

分析

章亚栋

（浙江理工大学，浙江310018）

摘要：阐述基于薄膜颤振的摩擦纳米发电机在风能收集中的实际应用，验证引入涡流激励下的薄膜受迫

振动稳定性的提升。尾流效应可以提升薄膜振动稳定性和频率，从而提升TENG的发电效能。尾流区的压

力流速分布受到圆柱大小的影响。对薄膜振动的仿真，验证了流致振动摩擦发电的可行性。

关键词：智能控制技术，摩擦纳米发电机，风致振动，能量俘获。

中图分类号：TB383.1文章编号：1674-2583(2024)02-0406-03

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2024.02.181

文献引用格式：章亚栋.基于摩擦纳米发电机的俘获风致振动能量分析[J].集成电路应用,2024,41(02):

406-408.

AnalysisofWindInducedVibrationEnergyCapture

BasedonTriboelectricNanogenerator

ZHANGYadong

(ZhejiangUniversityofTechnology,Zhejiang310018,China.)

Abstract—Thispaperdescribesthepracticalapplicationoftriboelectricnanogeneratorsbasedon

thinfilmflutterinwindenergycollection,andverifiestheimprovementofforcedvibrationstabilityof

thinfilmsundereddycurrentexcitation.Thewakeeffectcanimprovethestabilityandfrequencyofthin

filmvibration,therebyenhancingthepowergenerationefficiencyofTENG.Thepressureandvelocity

distributioninthewakeregionisinfluencedbythesizeofthecylinder.Thesimulationofthinfilm

vibrationverifiedthefeasibilityofflowinducedvibrationfrictionalpowergeneration.

IndexTerms—intelligentcontroltechnology,triboelectricnanogenerator,wind-inducedvibration,

energycapture.

0引言振动，更高效的实现发电。

流致振动是一种流体和工程结构物相互作用而本文基于COMSOLMultiphysics多物理场仿真

产生的复杂的流固耦合现象[1]。在世界人口快速增软件对摩擦纳米发电机内薄膜的风致振动特性进行

长、能量需求日益增大的今天，面对不断增加的电分析，综合验证了在圆柱绕流下的薄膜动力学特性

力需求，利用流致振动现象实现能量收集成为新的和电荷转移过程，解释了如何利用圆柱绕流的外源

研究热点[2]。国内外学者提出了大量具有创新性的涡动力提升薄膜振动的稳定性，并对结构参数进行

装置，将振动的机械能转化成电能[3]。优化，从而提升TENG的俘能效果。

1研究背景2基本理论

作为一种新型能量俘获技术,摩擦纳米发电本研究为了俘获风致振动能所设计的摩擦纳米

机（TENG）自发明以来在风能俘获转换中获得广泛发电机（TENG）基于静电感应和摩擦起电原理，同

的研究及应用[4]。摩擦纳米发电机在颤振能量俘获