李 莉，林杉杉，王金亮，安然然，路晨贺

(沈阳化工大学计算机科学与技术学院，沈阳 110142)

圆柱绕流现象是一种普遍的自然现象，当流体流经圆柱等非流线型结构时，会在其尾流区产生交替脱落的漩涡，进而产生周期作用在结构上的力，使结构体产生周期性的运动，即涡致振动。当结构自身的固有频率与漩涡的脱涡频率接近时，会产生共振(锁频)现象，这会使得结构振幅急剧变大，从而可能导致结构体断裂等破坏现象。长期以来，科研人员一直在研究如何抑制这种现象的发生。例如，陈威霖等[1]对小间距比的串列双圆柱的涡致振动进行了数值模拟，刘巨保等[2]研究了不同的间距比和排列方式的双圆柱的流致振动情况，研究结果均表明串列双圆柱之间的间距对于圆柱的振动状态有很大的影响。但是近年来，利用涡致振动现象进行能量收集得到了科学界的重视。中外一些研究者对基于涡致振动的压电俘能器进行了探索性研究。其中Taylor等[3]提出了“鳗鱼”(EEL)结构，即利用PVDF压电膜制备的压电能量收集器，最高可以产生从微瓦到1 W级电量，能量的收集效率可以达到37%，从而证明了利用涡致振动进行压电能量收集的实际可行性。Abdelkefi等[4]研究了基于涡致振动的硬质圆柱的能量收集结构，结果表明输出电压随施加负载电阻的增大而增大。宋汝君等[5]提出了将压电悬臂梁与圆柱末端进行连接的压电俘能器，并对其进行了建模和实验研究，得出了在外接电阻为0.5 MΩ，流速为0.41 m/s时输出最大功率为8.3 μW。……