提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化, 以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能, 设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构; 结合气缸的正常工作状态, 分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验。理论分析显示: 盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性, 适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63 mm、行程为150 mm的气缸制作了实验样机, 利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。结果表明: 在交变的气动高压激励下, 阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量, 其最佳匹配电阻为600 kΩ, 最大的瞬时功率为1 052 μW, 输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。

研究了在自主设计的带孔板新型的定容燃烧弹中, 采用氢气-空气作为燃料, 得到不同强度的加速火焰和冲击波, 证明了湍流火焰和冲击波的相互作用。利用高速纹影技术捕捉经过孔板之后产生的湍流火焰前锋和超声速传播的冲击波。分析孔径、孔隙率对火焰传播速度、冲击波强度以及缸内压力波动强度的影响规律。发现在一定的初始条件下, 层流火焰经过孔板加速会产生清晰的冲击波, 反射冲击波与火焰相互作用, 会使得火焰发生往复传播。此时的缸内压力也会出现较大幅度的波动。这种火焰与冲击波的相互作用机理被认为是导致缸内压力大幅波动的原因。该研究为小型强化汽油机爆震现象的研究提供借鉴, 也为DDT和脉冲爆轰现象的研究提供了一种新方法。