ÕªÒª:Õë¶ÔÎнÖʽÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷ÖеçÐźÅ΢Èõ²¢ÇÒÌáÈ¡ÌØÕ÷ÎнÖÐźÅÀ§ÄÑ£¬»ùÓÚѹµç·½³ÌºÍÍÄÁ÷N-S·½³Ì£¬½¨Á¢ÁËÁ÷-¹Ì-µçñîºÏ·ÂÕæ¼ÆËãÄ£ÐÍ,¹¹½¨ÁËÁ÷ËÙ²âÁ¿µÄз½·¨¡£Í¨¹ýÀíÂÛ·ÖÎöºÍ·ç¶´ÊµÑ飬»ñµÃÁËÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶(D)¡¢¿ÕÆøÁ÷ËÙ(v)Óëѹµç´«¸Ð¾àÀë()ÒÔ¼°¹¦ÂÊ(P)Ö®¼äµÄÓ°Ïì¹æÂÉ¡£·ÂÕæ¼ÆËãºÍʵÑé½á¹û±íÃ÷:ͨ¹ýÌáȡƵÓòÇúÏßÖÐÎм¤ÆµÂÊÏµĹ¦ÂÊ×÷ΪÎнֵĴ«¸ÐÇ¿¶È,ÓÐÖúÓÚ¸Ð֪΢ÈõµÄ¿ÕÆøÁ÷ËÙÐźÅ,ͬʱ½â¾öÔëÉùµÈµç·ÉϵĸÉÈÅÓ°Ïì¡£Æä´Î,DÔö¼Ó£¬×îÓÅ´«¸Ð¾àÀë(Losr)Ôö¼Ó;D²»±äʱ£¬¹¦ÂÊ(Posr)ËæÁ÷ËÙÔö´ó¶øÌá¸ß,ÇÒLosr²»±ä;ͨ¹ý·ÖÎöµÃ³öÁ˲ɼ¯ÐźÅÔÚLosrÏÂ×îÓŵı¾ÖÊÔÒòÒ»Ôڸô¦£¬ÎнֳÉÊìÇÒÍÑÂäÎȶ¨¡¢ÉýÁ¦ÏµÊý(CL)Îȶ¨¡£×îºó,¸Ãѹµç×°ÖòâÁ¿µÄ×îµÍÁ÷ËÙΪ0.3m/s.
¡¡¡¡Îм¤Õñ¶¯(VIV)ÊÇÒ»ÖÖµäÐ͵ÄÁ÷ÖÂÕñ¶¯(FIV)¡£½á¹¹µÄ·ÇÁ÷ÏßÐͻᵼÖÂÆäÔÚÁ÷ÌåµÄ×÷ÓÃÁ¦Ï²úÉúÖÜÆÚÐÔÐýÎÐÍÑÂä,ʹ½á¹¹Êܵ½ÓëÁ÷Ïò´¹Ö±µÄÖÜÆÚÐÔÆø¶¯Á¦,½ø¶ø¼¤·¢½á¹¹µÄºáÏòÕñ¶¯´¨ÓÉÓÚÁ÷ÌåÁ÷ËÙÓëÐýÎÐÍÑÂäƵÂÊÓжÔÓ¦¹Øϵ£¬Òò´Ë³£ÖÆ×÷³É¶àÖÖ¿ÕÆøÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷,ÀýÈç,»ùÓÚÉÏÊöÎнÖÕñ¶¯ÔÀíÑÐÖƵÄÎнÖÁ÷Á¿¼Æ£¬¹¤Òµ¼¶µÄÎнÖÁ÷Á¿¼ÆÖ÷ÒªÒ×ÊÜ»·¾³ÔëÉùµÄ¸ÉÈÅ,µ¼ÖÂÆä¶ÔµÍËÙ²»Ãô¸Ð¡£Í¬Ê±,¿ÕÆøÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷¹ã·ºÓ¦ÓÃÓÚÐóÇÝÉá»·¾³¿ØÖÆ,·çÄܲɼ¯,Á÷Á¿¼ì²â,ÆøÏó¼à¿Ø,µÈÁìÓò[2-4]¡£ÀýÈç,ÔÚÐóÇÝ»·¾³¼à²âÁìÓò,ͨ·çʱÁ÷ËÙÌ«¿ìÒýÆðÐóÇÝÇ¿ÁÒµÄÓ¦¼¤·´Ó¦»òÒò¾Ö²¿Î¶ÈÖè½µµ¼ÖÂÐóÇÝÇ¿¸Ð𣬻òÔì³ÉÐóÇݵÄÉú²úÐÔÄÜ¡¢ÃâÒßÄÜÁ¦¡¢Éú³¤ËٶȵÈϽµ'Òò´Ë,¶ÔÐóÇÝÉáͨ·ç×°ÖõÄÁ÷ËÙ¼ì²âÓÈÆäÖØÒª¡£´«.ͳFIV´«¸ÐÆ÷¶à²ÉÓûúеת¶¯½á¹¹,Æä½á¹¹¸´ÔÓ,¶Ô¼Ó¹¤¾«¶ÈºÍ»úеÎȶ¨ÐÔ¶¼ÓнϸߵÄÒªÇó7¡£¶ø½ü.ÄêÀ´ÀûÓÃѹµç²ÄÁÏ×÷´«¸ÐÔª¼þÑÐÖƵÄFIV´«¸ÐÆ÷£¬Æä²»ÐèҪת¶¯²¿¼þ,ÇÒ¶£Óë΢»úµçϵͳ(MEMS)¼¯³É,Òò´ËÒ×ÓÚ΢ÐÍ»¯¡£
¡¡¡¡Ä¿Ç°,VIV´«¸ÐÆ÷Ö÷Òª²ÉÓÃÁ½ÖÖѹµç²ÄÁÏ×÷Ϊ´«¸ÐÔª¼þ:ï¯îÑËáǦѹµçÌÕ´É(PZT)ºÍ¾ÛÆ«¶þ·úÒÒÏ©(PVDF)¡£PVDF±¡Ä¤ÓÉÓÚÆä¸ßÈáÐÔµÄÌصã,ÊÊÓÃÓÚ½»±äÔغɵĸÐÖª121¡£È»¶ø,ѹµçʽÁ÷Îм¤Õñ¶¯(PVIV)Á÷ËÙ´«¸ÐÆ÷»¹ÓÐÐí¶à²»ÍêÉƵĵط½¡£ÌرðÊǼì²âµÍÁ÷³¡Á÷ËÙʱ(Á÷ËÙµÍÓÚ2m/s),ÎнÖѹµçÐźÅ΢Èõ,ͬʱ²âÁ¿ÏÖ³¡µÄÔëÉùÊ®ÈÅÏà¶Ô½ÏÇ¿,Ôì³ÉÎнÖÌØÕ÷ÐźÅÌáÈ¡µÄÀ§ÄÑ¡£±ÈÈç²âÁ¿¹ý³ÌÖУ¬Ñ¹µçÔª¼þ×ÔÉíÊÜÁ÷³¡ÈŶ¯²úÉúµÄÐźš¢·ç¶´ÏµÍ³²úÉúµÄÔëÉùÐźŵÈ,»á°ÑÎнÖÌØÕ÷ÐźÅÑÍû¡£Õë¶ÔÕâÒ»ÎÊÌâ,Ðí¶àѧÕ߶ÔPVIVÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷Õ¹¿ªÁËÈ«ÃæµÄÑо¿,ÈçÈÆÁ÷ÌåµÄÐÎ×´ºÍÅŲ¼¡¢µç·¼ì²â·½Ê½ÒÔ¼°ÐźÅÌáÈ¡·½·¨17-19,Ìá¸ßÁË¿ÕÆøÁ÷ËÙ²âÁ¿¾«¶ÈºÍ·¶Î§¡£
¡¡¡¡PVIVÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷µÄ½á¹¹²ÉÓÃÔ²ÐλòÌÝÐÎÐýÎÐÈÆÁ÷ÌåºÍPZT»òPVDF±¡Ä¤Îª´«¸ÐÔª¼þ×é³É¡£Ñо¿·¢ÏÖ,¸Ä±äÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶»áµ¼ÖÂÈÆÁ÷Óë´«¸ÐÆ÷Ôª¼þÖ®¼äµÄ¾àÀ벻ͬ¡£Õâ±íÃ÷,äöÎвâÁ¿Î»ÖúÍÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶½«Ó°ÏìPVIV¼ì²â¾«¶È¡£Õë¶ÔÉÏÊöÎÊÌâ,Ìá³öÁËÒ»ÖÖ»ùÓÚPVIVÁ÷ËÙ´«¸Ð×°Ö᣸Ã×°ÖÃÓÉÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåºÍPVDFѹµçÐü±ÛÁº×é³É¡£ÀûÓÃÊýֵģÄâ·½·¨Ñо¿ÎнÖÁ÷³¡ÌØÐÔ,·ÖÎö´«¸ÐÆ÷½á¹¹²ÎÊý¶ÔÎнÖÏìÓ¦Ðźżì²âµÄÓ°Ïì¹æÂÉ¡£²ÉÓÃͨ¹ýÌáȡƵÓòÇúÏßÖÐÎм¤ÆµÂÊÏµĹ¦ÂÊ×÷ΪÎнֵĴ«¸ÐÇ¿¶È,ÔöÇ¿Á˸Ð֪΢ÈõµÄÁ÷ËÙÏìÓ¦ÐźÅ,ÔÂÄܹ»½â¾öÔëÉùµÈµç·ÉϵĸÉÈÅÓ°Ïì,À©´óÁ˶ԵÍÁ÷Ëٵļì²âÄÜÁ¦¡£Îª¸ßÁéÃô.¿ìÏìÓ¦µÄ¿ÕÆøÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷¼þµÄÉè¼Æ¼°²âÁ¿ÌṩеÄ̽²â·½·¨¡£
1ѹµçÎм¤Õñ¶¯Á÷ËÙ´«¸Ð×°ÖÃ
1.1´«¸Ð½á¹¹
¡¡¡¡±¾ÎÄPVIVÁ÷ËÙ´«¸Ð×°ÖõĽṹÈçͼ1Ëùʾ¡£¸Ã½á¹¹ÓÉÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåºÍPVDFѹµçÐü±ÛÁº¹¹³É,Æä.ÖÐÐü±ÛÁºÓɱíÃæÍ¿ÓÐÒøµç¼«²ãµÄPVDF±¡Ä¤×é³É;ͬʱ,¿¿½üÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåÒ»²àµÄPVDFѹµçÐü±ÛÁº¶Ë²¿¹ÌÖ§¡£Ô²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶D=7mm,Ô²ÖùÌåÖÐÐľàPVDFѹµçÐü±ÛÁº¹ÌÖ§¶Ë¾àÀëΪL,ÈËÉäÁ÷ËÙΪv,Æä·½Ïò´¹Ö±ÓÚÔ²ÖùÌå±íÃæ¡£·ÂÕæ¼ÆËãʱ,DÖµµÄ·¶Î§Îª30mm~70mm,uÖµ·¶Î§Îª0.3m/s~2.5m/s,LÖµµÄ·¶Î§Îª50mm~170mm¡£ÎªÁ˼ò»¯¼ÆËãºÍ¿ØÖƶàÓà±äÁ¿,PVDFѹµçÐü±ÛÁº¸ß¶ÈhÉ趨Ϊ30mm¡£µ±Íâ½çÀ´Á÷×÷ÓÃʱ,PVDFѹµçÐü±ÛÁº½á¹¹²úÉúÕñµ´,¸ù¾ÝѹµçЧӦ,ѹµç²ãµÄ±äÐÎʹÆäÒÂÃæ¾Û¼¯µçºÉ,ÐγÉÏìÓ¦µçѹ¡£
1.2Á÷-¹Ì-µçñîºÏÄ£ÐÍ
¡¡¡¡ÓÉÓÚÆøÁ÷¾Ô²ÖùÌå²úÉúÎÐÐýºó,ºó·½µÄÆøÁ÷Á÷¶¯»ù±¾´¦ÓÚÍÄÁ÷״̬,Á÷³¡µÄ·Ö²¼¸´ÔÓ,Òò´Ë,½áºÏ¼ÆËãÁ÷ÌåÁ¦Ñ§(CFD)ÒÔ¼°Ñ¹µçЧӦ½øÐÐÊýֵģÄâ,·ÖÎöÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶¡¢Óëѹµç´«¸Ð¾àÀë¶ÔµÍ¿ÕÆøÁ÷ËÙ¼ì²âµÄÓ°Ïì¹æÂÉ¡£
1.2.1ÀíÂÛÄ£ÐÍ
¡¡¡¡Ñ¹µç´«¸Ð½á¹¹¸ÐÖªÁ÷ÌåÁ÷¶¯ÊÇ--¸ö¶àÎïÀí³¡ñîºÏµÄ¸´ÔÓ¹ý³Ì,Ö÷Òª°üÀ¨Á÷³¡¡¢Á¦³¡.ºÍµç³¡µÄ×ÛºÏ×÷Óá£Á÷³¡²úÉúµÄѹǿת»¯ÎªÑ¹Á¦×÷ÓÃÔÚÐü±ÛÁº±íÃæ²úÉú½á¹¹±äÐβ¢ÒýÆðÆäѹµç²ã±äÐÎ,¸ù¾ÝѹµçЧӦ²úÉúµçºÉ,¼ÆËãÄ£ÐÍÖÐͨ¹ý»úµçñîºÏ·½Ê½½«²úÉúµÄµçºÉÈ«²¿¾Û¼¯ÔÚÐü±ÛÁº±íÃæ,×îÖÕת»¯ÎªË²Ì¬µçѹ¡£±äÐÎÌåÐÎ×´µÄ¸Ä±ä½«¸Ä±äÁ÷³¡,ÆäÖеÄÁ÷¹ÌñîºÏÃæ¿ÉÓÉÕñ¶¯ºÍÁ÷³¡¿ØÖÆ·½³ÌË®ÃèÊö,µ±Á÷³¡Á÷ËÙСÓÚ0.3ÂíºÕ£¬Á÷³¡±»ÈÏΪÊDz»¿ÉѹËõ£¬ÕâÖÖ²»¿ÉѹËõµÄÅ£¶ÙÁ÷Ìå½éÖÊ¿ÉÓÉÁ¬ÐøÐÔ·½³Ì(1)ºÍN-S(Navier-Stokes)·½³Ì(2)ÃèÊö£¬·½³ÌÈçÏÂËùʾ:
1.2.2·ÂÕæ¼ÆËã
¡¡¡¡½«ÉÏÊöPVIVÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷¼ò»¯ÎªÒ»¸ö¶þάÎïÀíÄ£ÐÍ,Èçͼ2Ëùʾ,ÆäÖÐ.DΪԲÖùÐÍÎÐÁ÷·¢ÉúÐÝÖ±¾¶,¼ÆËãÓòΪ25Dx5DµÄ¾ØÐÎ,ѹµçÐü±ÛÁºÎ»ÓÚÔ²ÖùµÄÖÐÖáÏßÉÏ.×ó¶Ë¹ÌÖ§¡£Ä£ÐÍÖÐ,·¶Î§ÔÚ0.3m/s~2.5m/s,D·¶Î§ÔÚ30mm~70mm,¼´À×ŵÊýÔÚ500~9800Ö®¼ä¡£Ñ¡È¡¿ÕÆøÓò²ÄÁϲÎÊý,²ÉÓÃSIMPLEÇó½âÆ÷,½øÐÐ˲̬·ÖÎö,¼ÆËã²ÄÁϲÎÊýÈç±í1Ëùʾ¡£²ÉÓöþ½ÇÐηǽṹ»¯µÄÍø¸ñ»®·Ö,ÔÚÔ²ÖùºÍPVDFѹµçÁºµÄºËÐÄÇøÓòÍø¸ñ·Ö²¼½ÏÃܼ¯¡£
2·ç¶´ÊÔÑé
¡¡¡¡ÊÔÑéÔÚµÍËٷ綴½øÐÐ,²âÊÔƽ̨Èçͼ3Ëùʾ¡£²É¼¯µÄѹµçÐźÅͨ¹ýµçºÉ·Å´óÆ÷ÓëNIÊý¾Ý²É¼¯¿¨ÏàÁ¬,ÔËÓÃLabVIEW¶ÔÐźŽøÐÐADCÊýģת»»¡¢Â˲¨,ƵÆ×·ÖÎö(FFT±ä»»);ͨ¹ý¼¤¹âλÒÆ´«¸ÐÆ÷²É¼¯Îм¤Õñ¶¯Ê±Ñ¹µçÁºÄ©¶ËµÄyÏòλÒÆ¡£×îÖÕÔÚ¼ÆËã»úÖÐÏÔʾPVDFѹµçÁºÕñ¶¯µÄʱÓòÇúÏߺÍƵÆ×ÇúÏß¡£Öصã̽Ѱѹµç´«¸Ð¾àÀëÔÚ²»Í¬Ô²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶³ß´çºÍÁ÷Ëٱ仯µÄÌõ¼þ϶ÔÁ÷³¡¸ÐÖªÌØÐÔµÄÓ°Ïì¹æÂÉ¡£ÊÔÑéÌõ¼þÈç±í2Ëùʾ¡£ÊµÑéÖÐ,ÓÉ50nmmnµ½170mm,¼ä¸ô10mmÒÀ´Î²âÁ¿²»Í¬¾àÀëϵÄÎнÖÏìÓ¦Ðźš£
3¼ÆËãÓë²âÊÔ½á¹û·ÖÎö
¡¡¡¡Í¨¹ý¿¨ÃÅÎнÖÀíÂÛ,»ñµÃÁËÎнֲúÉúµÄÁ÷ËÙÌõ¼þºÍÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶·¶Î§
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¡¡¡¡Í¼4ΪÁ÷ËÙΪ2m/s,Ô²ÖùÖ±¾¶Îª30mmÏÂ,²úÉúÎнÖÍÑÂäµÄÌØÐÔ¡£ÓÉͼ¶£Öª,ÎнֵĽ»ÌæÍÑÂäÐèÒª¾ÀúÒ»¸öÉú³¤¡¢³ÉÊì.Ë¥Í˵Ĺý³Ì¡£PVDFѹµçÐü±ÛÁºÒò´ËÉúÐźŵĴ«¸ÐÇ¿¶ÈÓë´«¸Ð¾àÀëÓйØ,ÓÉ´ËÑéÖ¤ÁËľÎÄÀûÓÃÎнִ«¸ÐµÄºÏÀíÐÔ¡£
¡¡¡¡Í¼5չʾÁËÉý/×èÁ¦ÏµÊýÓë´«¸Ð¾àÀëºÍÀ×ŵÊýµÄ¹Øϵ£¬ÎÄÖÐPVDFѹµçÐü±ÛÁº×ó¶Ë¹ÌÖ§,×ÔÓɶËÔÚÎÐÁ÷ÖÐÊܵ½ÐýÎм¤ÕñÁ¦µÄ×÷Óöø²úÉúy·½ÏòµÄÖÜÆÚÐÔÕñµ´¡£Í¼5(a)ΪRe=838,L=50mmʱµÄÁ÷³¡Éý/×èÁ¦ÇúÏß,ÓÉͼ¿ÉÖª£¬ÔÚ¼ÆËãʱ¼äÔ¼3s~5sÁ÷³¡»ù±¾Îȶ¨¡£Í¼5(b)ÉýÁ¦ÏµÊýÓëÀ×ŵÊýRe,1.Ö®¼äµÄ·ÂÕæ¹Øϵ¡£¿ÉÖªËæReÔö´ó,Á÷³¡ÍÄÁ÷Ç¿¶ÈÔöÇ¿,´ËʱѹµçÐü±ÛÁº±íÃæËùÊܵÄѹÁ¦Ôö¼Ó£¬ÉýÁ¦Ôö´ó,ÔÚL=50mmʱ,·ùÖµ´ï1.1¡£ÖµµÃ¹Ø×¢µÄÊÇ£¬ÔÚÏàͬÀ×ŵÊýÏÂ,Ëæ´«¸Ð¾àÀëµÄÔö´ó,ÉýÁ¦ÏµÊýËæ֮Ͻµ,ÉýÁ¦³¡³ÊÏÖË¥¼õµÄÏÖÏó¡£ÆäÖÐ,ÔÚL=50mm,¼´ÀÖµçÐü±ÛÁºÓëÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ®¼ä¾àÀë×î½üʱ,ÆäÉýÁ¦ÏµÊý×î¸ß,·´Ó³Á÷³¡²¨¶¯×î¾çÁÒ,ÆäÔÒòÊÇÐü±ÛÁºµÄλÖÃÔÚÎнÖÉú³¤Çø£¬Òò´ËѹµçÐü±ÛÁº¿¿½üÔ²ÖùÌåÇø³Ç³öÏÖÎÐÐý»ØÁ÷,Ôì³ÉµÄѹÁ¦¶ÔѹµçÐü±ÛÁºµÄÊÜÁ¦ºÍÕñ¶¯²úÉúÔöÇ¿µÄ×÷ÓᣴËÍâ,1.=50mm~70mm·¶Î§ÄÚ,ÉýÁ¦ÏµÊýÇúÏßÕûÌåϽµ²»Ã÷ÏÔ;L=70mm-110mm·¶Î§ÄÚ,ÉýÁ¦ÏµÊýÇúÏß³öÏÖ½»²æµÄÏÖÏó,˵Ã÷¸ÃÇøÓòÁ÷³¡²¨¶¯±ä»¯ÏàËÆ,´ËʱPVDFѹµçÐü±ÛÁºµÄλÖÃÍùÍùÊÇÂú½Ö³ÉÊìÇø,ÊÊÓÚÐγÉÎȶ¨µÄÂú½Ö;L=110mm~130mm·¶Î§ÄÚ,¹²ÉýÁ¦ÏµÊýÇúÏßÕûÌåϽµÃ÷ÏÔ,³¡Á÷¶¯ÐÔ´ó·ùϽµ,´ËʱÀ×ŵÊýΪ600,ÆäÉýµ¶ÏµÊýϽµÖÁ0.3,´ËʱÐü±ÛÁºµÄλÖÃÍùÍùÊÇÎнÖË¥ÍËÇø¡£
¡¡¡¡Í¼6չʾÁËÔÚÁ÷ËÙΪ2m/s,Ô²ÖùÖ±¾¶Îª30mmÌõ¼þÏÂ,´«¸ÐÆ÷¼þλÒÆÏìÓ¦ÌØÐÔ¡£ÓÉͼ¿ÉÖª,Á÷³¡×÷ÓÃ3sºó,Ðü±ÛÁº²úÉúµÄy·½ÏòÕñµ´Öð½¥Îȶ¨,¸Ã½á¹ûÑéÖ¤ÁËͼ5(a)ÖÐÁ÷³¡Éý/×èÁ¦Óëʱ¼äµÄ¹Øϵ¡£ÊÜÎнÖ×÷ÓÃ,Ðü±ÛÁº×ÔÓɶ˲¿²úÉúµÄyÏòλÒÆ×î´ó;¶Ô±Èͼ5ÖмÆËãλÒÆÇúÏߺÍͨ¹ý¼¤¹âλÒÆ´«¸ÐÆ÷²âµÃµÄʵÑéλÒÆÇúÏß·¢ÏÖ,ʵ¼Ê²âÁ¿µÄÕñµ´ÇúÏߵķùÖµÂÔСÓÚ¼ÆËã·ùÖµ,ͬʱǰÕßµÄÕðµ´ÆµÂÊ(13.8Hz)ÂÔСÓÚºóÕß²úÉúµÄÕðµ´ÆµÂÊ(14.0Hz),ÔÒòÔÚÓÚ¼ÆËãÉèÖõÄ×èÄá±ÈÓëʵ¼ÊÖµÓÐÎó²î£¬È»¶øÓÉÓÚÎó²î½ÏС£¬Êµ¼Ê²âÁ¿µÄÕðµ´ÇúÏßÓë¼ÆËãµÄµ½µÄ´óÖÂ--ÖÂ,Òò´Ë֤ʵ±¾ÎÄÖÐÁ÷¹ÌñîºÏ¼ÆËãµÄÕýÈ·ÂÊ¡£
¡¡¡¡Í¼7¸ø³öÁËÔ²ÖùÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶Îª30mmʱ,ÈËÉäÁ÷ËÙÓëPVDFÐü±ÛÁº¸ÐÖªÎнÖƵÂÊÖ®¼äµÄ¹Øϵ¡£Ö÷Òª¶Ô±È¿¨ÃÅÎнÖÀíÂÛÖµ,·ÂÕæ¼ÆËãÖµÓëʵÑéÖµ¡£Èçͼ¿ÉÖª,¼ÆËãÖµÏà±ÈÀíÂÛÖµ,ÆäÓëʵÑéÖµ¸üΪ½Ó½ü,Æä¸ü¼ÓÕýÈ·µÄ·´Ó³Êµ¼ÊÇé¿öϵÄÎм¤Õñ¶¯Ê±²úÉúµÄÎнÖÏÖÏó,½ø--²½ËµÃ÷±¾ÎÄ·ÂÕæ¼ÆËãµÄºÏÀí¡£ÆäÖÐ,Á÷ËÙΪ1m/sʱµÄʵÑéÓë¼ÆËãʱÓòÇúÏß(ͼ7(b)ºÍ7(c))¿ÉÖª,·ÂÕæ¼ÆËãϵÄPVDFѹµçÐü±ÛÁº²úÉúµÄµçѹÏìÓ¦ÐźÅÎȶ¨,ÔÚÎнÖÎȶ¨ºóÆäµçѹ·ùÖµËæʱ¼ä¼¸ºõºã¶¨.Õâ˵Ã÷´ËʱÐü±ÛÁºÔÚy·½ÏòµÄÕñµ´·ùÖµÎȶ¨;¶ø¶Ô±Èͼ7(b)¿ÉÖª,ʵ¼ÊÌõ¼þϲɼ¯µÄµçѹʱÓòÇúÏßÔÚ·ùÖµ´óСÉÏËæʱ¼ä²¨¶¯½ÏΪÃ÷ÏÔ,¼´ÖÜÆÚÄÚµÄUx-UgÖµÍùÍù²»Îȶ¨,ÔÚ¸ÃÇúÏßÉÏ»áµþ¼Ó°üÀ¨µç·¸ÉÈÅ,¹¤ÆµÊ®ÈÅ,ÒÔ¼°Á÷³¡¶ÔѹµçÁº²úÉúµÄx·½ÏòµÄÕñ¶¯Ó°Ïì¡£ÔÚ´ËÇé¿öÏÂ,Èô¸ù¾ÝÇ°È˽вÉÓÃÌáÈ¡µçѹµÄUx-UgÖµ,0-UgÖµ»òU....µÄ·½·¨À´±íÕ÷ѹµçÁº¸ÐÖªÎнֵÄÌØÐÔÍùÍù²¢²»ÕýÈ·,¶øͨ¹ýÌáÈ¡¹¦Âʵķ½·¨¸üΪÕýÈ·,Òò´Ë±¾ÎIJÉÓÃͨ¹ýÌáȡƵÓòÇúÏßÖÐÎм¤ÆµÂÊÏµĹ¦ÂʱíÕ÷ÎнֵĴ«¸ÐÇ¿¶È¡£´ËÍâ,ÓÉͼ7¿ÉÖª,·ÂÕæÖУ¬PVDFѹµçÐü±ÛÁº¿É¼ì²âµÄÁ÷ËÙΪ0.3m/s,´Ëʱ¸ÃÐü±ÛÁº²úÉúµÄÕñ¶¯Ô¼Îª2.0Hz,¸ÃÖµÓëÀíÂÛÖµ¼°ÊµÑéÖµ½Ó½ü£¬½øÒ»²½ËµÃ÷Á˱¾ÎÄ·ÂÕæ¼ÆËãµÄºÏÀí¡£
¡¡¡¡Í¼8Ϊ´«¸ÐÇ¿¶È(¹¦ÂÊP)ÔÚ²»Í¬´«¸Ð¾àÀëϵķֲ¼ÇúÏß¡£¸ø³öÁËD=30mm,ÈËÉäÁ÷ËÙÒÀ´ÎΪ0.5m/s,1.0m/s,2.0m/sʱµÄʵÑé¼°¼ÆËã½á¹û¡£Í¬Ê±¸ù¾Ýʽ(8),PÖµÓɶÔӦʱ³ÇÇúÏßͨ¹ý¸µÀïÒ¶±ä»»(FFT)ת»»¶øÀ´¡£
¡¡¡¡Í¼8(a)¿ÉÖª,ͬһÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶ÏÂ,Á÷ËÙÔ½´ó,ÆäPËæ´«¸ÐλÖõı仯¹æÂÉ»ù±¾Ò»ÖÂ,¼´¾ùÔÚLΪ90mm¸½½ü×î´ó.·´Ó³³öÔÚÏàͬÇøÓòPVDFѹµçÁº²âÁ¿µÄÐźÅÇ¿¶È´ïµ½×î´ó:ͬʱ·´Ó³,´«¸Ð¾àÀë(L.)ÓëÈËÉäÁ÷ËÙ´óСÎÞ¹Ø,·ÖÎöÔÒò.¸ù¾Ý¿¨ÃÅÎнÖÀíÂÛ.ÈÏΪÕâÊÇÓÉÓÚÎнֽ»ÌæÍÑÂäʱÐýÎз½Ïò¶ÔѹµçÁº²úÉúµÄÓ°Ï죬¼´ÐýÎÐy·½ÏòµÄËÙ¶ÈÒýÆðÕñµ´×÷ÓÃ(²Î¿¼Í¼9ÖÜÆÚÄÚµÄy·½ÏòÁ÷³¡ËٶȿÉÖª),Óëx·½Ïò,¼´ÈËÉäÁ÷ËÙ·½ÏòÎ޹ء£ÖµµÃ×¢ÒâµÄÊÇ,ÓÉͼ8(b)~ͼ8(d)·¢ÏÖ,ÔÚÏàֱͬ¾¶ÏÂ,ËæÁ÷ËÙÔö´ó,Á÷³¡¶ÔѹµçÁº²úÉúµÄ¼¤Æµ³É·Ö¸üΪ¸´ÔÓ,ÕâÓëͼ5(b)Ïà·û,¼´ËæReÔö´ó,Á÷³¡ÍÄÁ÷Ç¿¶ÈÔöÇ¿,·´Ó³Á÷³¡²¨¶¯¸ü¼Ó¾çÁÒ¡£µ«ÊǶÔÓÚ²úÉúÎнֵÄƵÂÊÎȶ¨ÇÒÓëÀíÂÛ(ʽ(10))Ò»ÖÂ,½øÒ»²½ËµÃ÷Á˱¾ÎIJÉÓù¦ÂÊÀ´±íÕ÷´«¸ÐÇ¿¶ÈµÄºÏÀíÐÔ¡£´ËÍâ,¹Û²âͼ8(a)¿ÉÖª,L³¬¹ý110mmʱ,PÖµ¾ùϽµ,·ÖÎöÔÒò,¸ù¾ÝÎнÖÀíÂÛ,ÓÉÓÚð¤ÐԵĺÄÉ¢.´ËʱÐýÎÐÖð½¥Ë¥ÍË,ËùÒԵĴ«¸ÐλÖÃÓ¦ÔÚÎнֵijÉÊìÇø¸½½ü¡£
¡¡¡¡Í¼10Ϊ´«¸ÐÇ¿¶È(P)ÔÚ²»Í¬´«¸Ð¾àÀëϵķֲ¼ÇúÏß,չʾÁ˵ÍÁ÷ËÙÇé¿öÏ£¬¼´ʋ=1m/s,ÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶ÒÀ´ÎΪ30mm,40mm,50mmʱµÄʵÑé¼°¼ÆËã½á¹û¡£ÓÉͼ10(a)¿ÉÖª,PËæ´«¸Ð¾àÀëLµÄ·Ö²¼¹æÂÉÓÐËù²»Í¬¡£µ±DÔ½´ó..£¬Ô½´ó,¼´ÐýÎÐÔ½Ô¶ÀëÈÆÁ÷Ìå¡£ÀýÈçµ±D=30mmʱ(.=90mm;µ±D=40mmʱ,L=110mm;µ±D=50mmʱ,Lm=130mm¡£ÖµµÃ×¢ÒâµÄÊÇ,ÓÉͼ10(b)~ͼ10(d)·¢ÏÖ,ÔÚÏàͬʋÏÂ,ËæDÖµÔö´ó.Á÷³¡¶ÔѹµçÁº²úÉúµÄ¼¤Æµ³É·Ö¸üÉÙ,·ÖÎöÔÒò,¿ÉÄÜÊÇÓÉÓÚËæ×ÅDÖµÔö.´ó,ÔÚCCTÁ½²à²úÉúµÄ½»ÌæÐýÎÐÏ໥֮¼äµÄ×÷ÓüõС£¬Ê¹µÃÁ÷³¡µÄ²¨¶¯¼õСËùµ¼Öµġ£
¡¡¡¡Í¼11չʾÁ˵±r=0.5m/s,D=30mmʱ,--¸öÕñ¶¯ÖÜÆÚÏÂÎнÖѹǿÔÆÎÆͼÒÔ¼°Ðü±ÛÁºµÄ±äÐÎÇé¿ö¡£¿ÉÒÔÖ±½Ó¿´³ö,Ðü±ÛÁºÔÚÎнÖÖÐÊܵ½ÖÜÆÚϵÄäöÎм¤ÕñÁ¦¶ø²úÉúÕñµ´ÏÖÏó¡£ÆäÖÐÐü±ÛÁºÁ½²àµÄѹǿ²îÊǵ¼ÖÂÐü±ÛÁºµÄƫתµÄÖ±½ÓÔÒò,¶øѹǿ²îÊÇÓÉÓÚÎнÖͨ¹ýÐü±ÛÁº²úÉúµÄ¡£Óë´Ëͬʱ,ѹǿ²î²úÉúÁËÁ÷³¡µÄÉýÁ¦.ʹµÃÐü±ÛÁºµÃµ½ÁËÏòÉϼ°ÏòÏÂÔ˶¯µÄ¼ÓËٶȡ£²»½öÈç´Ë,Ðü±ÛÁº×ÔÓɶËÕñ·ùËæʱ¼äµÄÔö³¤×î¿ì,´ïµ½×î´óÕñ·ùʱ,Õñ¶¯ËÙ¶È×îС¡£´ËÍâ,Ò»¸öÕñ¶¯ÖÜÆÚÄÚ,Ðü±ÛÁº²úÉúÁËÁ½´ÎÕñ¶¯·½ÏòµÄ¸Ä±ä,ʹµÃÐü±ÛÁºÖÜΧÁ÷³¡Ò²·¢ÉúÁËÖÜÆÚÐԵĸı䣬PVDFÀÖµçÐü±ÛÁºÓëÁ÷³¡µÄÏ໥×÷ÓÃÐγÉÁ˽ÏΪÎȶ¨µÄÕñ¶¯¹æÂÉ,Õñ¶¯ÖÜÆÚ±£³Ö²»±ä¡£
¡¡¡¡Í¼12Ϊ´«¸Ð¾àÀëÓëÁ÷ËÙ¼°ÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶Ö®¼äµÄ¼ÆË㼰ʵÑé¹Øϵ¡£ÓÉͼ12(a)¿ÉÖªËæDÖµÔö´óÖð½¥Ôö¼Ó£¬ÇÒ½üËÆÏßÐÔ¹Øϵ¡£Í¬Ê±,²âÁ¿ÇúÏßÓë¼ÆËãÇúÏß--Ö¡£·ÖÎöÔÒò£¬¸ù¾Ýͼ4¼°Ê½(10),×îס´«¸Ð¾àÀëÓ¦¸ÃÔÚÐýÎеijÉÊìÇø,DÔö´óʱ,ÆäÁ½²à¼ôÇвãÖ®¼ä¾àÀë±ä´ó,ÆäÏ໥×÷ÓñäÂý,ʹäöÎеÄÍÑÂäƵÂʼõС£¬Ê¹µÃÐýÎвúÉúλÖþàÈÆÁ÷ÌåÔ½Ô¶,¼´×îס¼ì²âλÖÃÔ½Ô¶ÀëÔ²ÖùÈÆÁ÷Ìå¡£ÓÉͼ12(a)½øÒ»-²½¿ÉÖª,ÓëʋÎÞ¹Ø,ÕâÓëͼ8(a)µÄ·Ö²¼ÇúÏßÒ»Ö¡£
¡¡¡¡Í¼13Ϊ´«¸Ð¾àÀëϵÄPÖµ(P..)Óëo,DÖ®¼äµÄ¼ÆË㼰ʵÑé¹Øϵ¡£ÓÉͼ13(a)¿ÉÖª,P.Ëæ¡£Ôö´ó¶øµÝÔö,ͬʱËæDÔö´ó¶øµÝÔö;ͬʱ£¬²âÁ¿ÇúÏßÓë¼ÆËãÇúÏß±£³Ö-Ö¡£·ÖÎöÔÄÚ.¸ù¾Ýʽ(9),ÓÉReÓëtxD³ÉÕý±È¹Øϵ,ReÔö¼Ó£¬µ¼ÖÂÆäÉýÁ¦ÏµÊýÔö´ó,¼´·´Ó³Á÷³¡²¨¶¯Ô½¾çÁÒ,´Ëʱ½á¹¹±íÃæËùÊÜѹÁ¦Ôö¼Ó,µ¼ÖÂPVDFѹµçÁºµÄÕñµ´·ùÖµ±ä´ó,²úÉúµÄѹµç¹¦ÂÊÔ½¸ß¡£ÆäÖÐͼ13(b)ÏÔʾ,µ±v=2.5m/s,D=70mm.,P..ԼΪ10x10*mW;µ±0=0.5m/s,D=30mm,P.ԼΪ8x102mW¡£¿ÉÍƲâ,ÈôÁ÷ËÙºÍÖ±¾¶Í¬Ê±·Ö±ðСÓÚ0.5m/sºÍ30mm,²úÉúµÄP..£¬½«Ð¡ÓÚ8x10*mW¡£È»¶øÈç¹ûÓÃʱÓòµçѹµÄUa-U¡£Öµ¡¢0-U2Öµ»òUµÄ·½·¨À´±íÕ÷ѹµçÁº¸ÐÖªÎнֵÄÌØÐÔÍùÍù»á±»ÔëÉù¸ÉÈÅ,ÄÑÒÔÌáÈ¡ÌØÕ÷Á¿¡£ÕâÒ²½øÒ»²½Ö¤Ã÷ÁËľÎIJÉÓÃÌáÈ¡¹¦ÂÊÀ´±íÕ÷ÎнÖÔÚ´«¸Ð¾àÀëÉÏ´«¸ÐÇ¿¶ÈµÄºÏÀíÐÔ¡£
4½áÂÛ
¡¡¡¡Éè¼ÆºÍÑо¿ÁËÒ»ÖÖ»ùÓÚÎм¤Õñ¶¯µÄѹµç´«¸Ð×°Öá£Í¨¹ýÏìÓ¦ÐźŷÖÎöÁË´«¸Ð¾àÀëºÍ¹¦ÂÊÓëÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶ºÍÁ÷Ëٵı仯¹æÂÉ¡£½¨Á¢ÁËÁ÷-¹Ì-µçñîºÏÊýֵģÐÍ,¹¹½¨ÁËÁ÷ËÙ²âÁ¿µÄз½·¨¡£²ÉÓÃͨ¹ýÌáȡƵÓòÇúÏßÖÐÎм¤ÆµÂÊÏµĹ¦ÂÊ×÷ΪÎнֵĴ«¸ÐÇ¿¶È¡£ÊµÑéºÍ·ÂÕæ½á¹û±íÃ÷:Ôö´óÈÆÁ÷ÌåÖ±¾¶¿ÉÒÔʹ´«¸Ð¾àÀëºÍ¹¦ÂÊÏßÐÔÔö¼Ó;È»¶ø,ÔÚ´«¸Ð¾àÀë²»±äµÄÇé¿öÏÂ,Ôö´óÁ÷ËÙ¿ÉÒÔÌá¸ß¹¦ÂÊ¡£Í¨¹ýÁ÷³¡·ÖÎöµÃ³öÁ˲ɼ¯ÐźÅÔÚLmÏÂ×îÓŵÄľÖÊÔÄÚΪ:Ôڸô¦,ÎнֳÉÊìÇÒÍÑÂäÎȶ¨,ÉýÁ¦ÏµÊýÎȶ¨¡£´ËÍâ,·ç¶´ÊµÑéÑéÖ¤¸Ã»ùÓÚÎм¤Õñ¶¯µÄÈáÐÔѹµçÐü±ÛÁºÁ÷ËÙ¸ÐÖªÌØÐÔ¡£½á¹û±íÃ÷:¸Ã´«¸ÐÆ÷¼þÄÜÓÐЧµØ²âÁ¿µÍÖÁ0.3m/sÁ÷ËÙ;µ±ʋ=2.5m/s,D=70mm,P...ԼΪ10x10*mW;µ±ʋ=0.5m/s,D=30mm,P.ԼΪ8x102mW¡£¸ÃÌáÈ¡ÎнÖÐźŵķ½·¨ºÍ¹æÂÉ¿ÉÒÔ½â¾ö´«Í³µÄÎнÖÐźÅ΢ÈõÒÔ¼°µÍÁ÷ËÙÄѲâ:Á¿µÄÎÊÌâ,À©´óÁ˸ÃÀàÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷µÄÓ¦Ó÷¶Î§,¿ìÏìÓ¦µÄÁ÷ËÙ´«¸ÐÆ÷¼þµÄÉè¼Æ¼°²âÁ¿ÌṩÁËеÄ̽²â·½·¨¡£
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