针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置...针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置等NES参数对颤振系统极限环振荡的抑制效果,以及NES参数对颤振系统极限环振荡临界速度的影响规律。结果表明,阻尼比越大,可以在越小的自振频率比情况下使系统进入稳定区,但需要更苛刻的NES位置要求,即越靠近机翼前缘;而阻尼比越小,则使颤振系统极限环振荡响应进入稳定区所需的NES质量越小。在NES位置靠近机翼前缘时,增大自振频率比会使极限环振荡抑制效果有明显的提升,而增大质量比可以显著提高极限环振荡的抑制效果和临界速度。此外,NES的阻尼比越小,其颤振系统的极限环振荡抑制效果越好。展开更多
Dynamical model of coupled electrode BZ reaction system is established based on FKN mechanism and Oregonator model.Under certain conditions,the effect of electrode current on BZ electrochemical reaction system is disc...Dynamical model of coupled electrode BZ reaction system is established based on FKN mechanism and Oregonator model.Under certain conditions,the effect of electrode current on BZ electrochemical reaction system is discussed.By means of stability analysis of three-variable system,limit cycle oscillatory regime of the electrode reaction phase is calculated numerically.It turns out that limit cycle oscillation can appear in electrode phase under a fixed current when the bulk phase is at a steady state.Meanwhile,external electrode current can lead to non-synchronization of bulk phase and electrode reaction phase.展开更多
压电俘能器能够为自然界中低功率的微机电系统持续供能.为了模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动和有效俘获气动弹性振动能量,本文提出一种新颖的翼型颤振压电俘能器.基于非定常气动力模型,推导翼型颤振压电俘能器流-固-电耦合场的数学模型...压电俘能器能够为自然界中低功率的微机电系统持续供能.为了模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动和有效俘获气动弹性振动能量,本文提出一种新颖的翼型颤振压电俘能器.基于非定常气动力模型,推导翼型颤振压电俘能器流-固-电耦合场的数学模型.建立有限元模型,模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动,获得机翼附近的涡旋脱落和流场特性.搭建风洞实验系统,制作压电俘能器样机.利用实验验证理论和仿真模型的正确性,仿真分析压电俘能器结构参数对其气动弹性振动响应和俘获性能的影响.结果表明:理论分析、仿真模拟和实验研究获得的输出电压具有较好的一致性,验证建立数学和仿真模型的正确性.仿真分析获得机翼附近的压力场变化云图,表明交替的压力差驱动机翼发生二自由度沉浮-俯仰运动.当风速超过颤振起始速度时,压电俘能器发生颤振,并表现为极限环振荡.当偏心距为0.3和风速为16 m/s时,可获得最大输出电压为17.88 V和输出功率为1.278 m W.功率密度为7.99 m W/cm^(3),相比较于其他压电俘能器,能实现优越的俘获性能.研究结果对设计更高效的翼型颤振压电俘能器提供重要的指导意义.展开更多
文摘针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置等NES参数对颤振系统极限环振荡的抑制效果,以及NES参数对颤振系统极限环振荡临界速度的影响规律。结果表明,阻尼比越大,可以在越小的自振频率比情况下使系统进入稳定区,但需要更苛刻的NES位置要求,即越靠近机翼前缘;而阻尼比越小,则使颤振系统极限环振荡响应进入稳定区所需的NES质量越小。在NES位置靠近机翼前缘时,增大自振频率比会使极限环振荡抑制效果有明显的提升,而增大质量比可以显著提高极限环振荡的抑制效果和临界速度。此外,NES的阻尼比越小,其颤振系统的极限环振荡抑制效果越好。
文摘Dynamical model of coupled electrode BZ reaction system is established based on FKN mechanism and Oregonator model.Under certain conditions,the effect of electrode current on BZ electrochemical reaction system is discussed.By means of stability analysis of three-variable system,limit cycle oscillatory regime of the electrode reaction phase is calculated numerically.It turns out that limit cycle oscillation can appear in electrode phase under a fixed current when the bulk phase is at a steady state.Meanwhile,external electrode current can lead to non-synchronization of bulk phase and electrode reaction phase.
文摘压电俘能器能够为自然界中低功率的微机电系统持续供能.为了模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动和有效俘获气动弹性振动能量,本文提出一种新颖的翼型颤振压电俘能器.基于非定常气动力模型,推导翼型颤振压电俘能器流-固-电耦合场的数学模型.建立有限元模型,模拟机翼的沉浮-俯仰二自由度运动,获得机翼附近的涡旋脱落和流场特性.搭建风洞实验系统,制作压电俘能器样机.利用实验验证理论和仿真模型的正确性,仿真分析压电俘能器结构参数对其气动弹性振动响应和俘获性能的影响.结果表明:理论分析、仿真模拟和实验研究获得的输出电压具有较好的一致性,验证建立数学和仿真模型的正确性.仿真分析获得机翼附近的压力场变化云图,表明交替的压力差驱动机翼发生二自由度沉浮-俯仰运动.当风速超过颤振起始速度时,压电俘能器发生颤振,并表现为极限环振荡.当偏心距为0.3和风速为16 m/s时,可获得最大输出电压为17.88 V和输出功率为1.278 m W.功率密度为7.99 m W/cm^(3),相比较于其他压电俘能器,能实现优越的俘获性能.研究结果对设计更高效的翼型颤振压电俘能器提供重要的指导意义.
