مدلسازی اجزاء محدود سیال-جامد-پیزوالکتریک به منظور بررسی راههای بهبود عملکرد میکرو جاذب انرژی پیزوالکتریک در جریان سیال | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 54، شماره 1، فروردین 1401، صفحه 31-54 اصل مقاله (2.62 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2021.19490.7037 | ||
| نویسندگان | ||
| معصومه سالاری؛ حامد افراسیاب* ؛ محمد هادی پاشائی؛ رضا اکبری آلاشتی | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله با کمک 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 مانع سبب وقوع پدیده جدایش گردابه میگردد. جدایش گردابهها موجب اعمال یک نیروی برآی نوسانی به تیر پیزوالکتریکی میشود که در پایین دست 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 برای تعیین تغییر شکل جامد و شدت میدان الکتریکی تولیدی به کار گرفته شدهاند. با طراحی آزمونهای عددی به روش تاگوچی، تأثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد برداشت کننده مطالعه شده است. مطابق با نتایج بدست آمده، انتخاب شکل مثلثی یا دی-شکل برای مانع و اتخاذ کمترین مقدار ممکن برای نسبت طول به ارتفاع مانع، فاصله تیر تا مانع جسم، و خروج از مرکز تیر نسبت به مانع برای بهبود عملکرد جاذب سودمند است. ضمن اینکه شکل مانع مؤثرترین پارامتر مورد بررسی بوده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| جاذب انرژی پیزوالکتریک؛ مقیاس میکرو؛ پدیده جدایش گردابه؛ روش اجزاء محدود | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,005 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,214 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 455 |
| تعداد مقالات | 5,771 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,381,820 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,940,389 |