شبیه‌سازی عددی ارتعاشات القایی ناشی از نوسانات فرکانس پایین جریان سیال اطراف تیغه‌های پیزوالکتریک جهت یافتن ساختار بهینه به منظور برداشت انرژی

Abstract

یکی از مهمترین مسائل پیش روی جامعه امروزی موضوع تولید انرژی و چالش‌های پیرامون آن می‌باشد. به همین دلیل پرداختن به مسئله برداشت انرژی از روش‌های گوناگون بسیار حائز اهمیت است. یکی از همین روش‌ها، برداشت انرژی از ارتعاشات ناشی از جریان سیال می‌باشد. ارتعاشات به وجود آمده از جریان تراکم‌ناپذیر سیال هوا اطراف یک سیلندر که در پشت آن سه تیغه از جنس پیزوالکتریک در ساختارهای مختلف قرار دارد می‌تواند یکی از بهترین گزینه‌ها برای بررسی و ارزیابی مقدار نیروی الکتریکی بدست آمده از ارتعاشات تیغه پیزوالکتریکی باشد. مطابق این پژوهش، حالتی که در آن تیغه پیزوالکتریک میانی به اندازه نصف طول تیغه به سمت راست تغییر مکان داده و جهت گیره نگهدارنده آن مخالف جهت گیره نگهدارنده تیغه‌های بالا و پایین ‌است، هم از نظر میزان تولید ولتاژ و هم از نظر کاهش احتمال برخورد تیغه‌ها با یکدیگر بهترین ساختار معرفی می‌شود. با توجه به کاهش احتمال برخورد تیغه‎‌ها با یکدیگر در این حالت بهینه، بیشترین عدد رینولدز بدون برخورد تیغه‌ها از 2400 در ساختارهای غیر بهینه به 2600 در ساختار بهینه رسیده و همین موضوع موجب افزایش 12 درصدی تولید ولتاژ در تیغه میانی و حدوداً 14 درصدی در تیغه‌های بالا و پایین شده‌است.