随着无线电技术和微机电系统的不断发展,对微型系统的供电需求提出了新的要求,因为微型系统的体积较小,安装环境复杂,传统的供电手段,体积较大,维护频率和成本过高。寻找新型的供电方式成为亟需解决的问题之一。能量采集技术应运而生,作为一种可以收集外界废弃能量,为低功率电子元器件提供运行所需要的电能。该技术一方面可以减少由电池更换而带来的废弃物,所以具有保护生态环境的意义,另一方面还可以降低维护和保养成本,所以也具备经济效益。正是因为这些优点,再加上当今低功率的电子元件和无线电传感技术的发展需要,能量采集领域已经受到学术界和工业界的广泛关注。近年来研究热门课题之一是利用气动弹性现象中的振动的能量转化为可用的电能。对于在机翼或者其他气动装置上的压电能量采集旨在利用结构气动弹性振动的机械能转化为可以用的电能,为监测气动装置的传感器供电。气动弹性能量采集其核心思想是将结构气动弹性振动的机械能转化为电能输出,实现对气动弹性现象的有效利用。从能量采集的角度看,气动弹性现象是潜力能量源,二者的结合具有一定优势,气动弹性的自激特性能简化能量采集装置的设计。此外,气动弹性能量采集为小尺度风力发电提供了新的途径。能量采集技术的应用可以有效降低结构复杂程度,提高系统可靠性,可维护性降低维护成本和时间。通过能量采集收集的电能有潜力为电池充电,为低功耗系统供给能量,甚至实现某些微小型电子系统的自我供给。对于气动弹性能量采集,因为自激振动产生的运动幅度普遍较大,自身应变也随之变大,应变节也随之增多。对一个模态振型来说,如果应变节点相邻的两侧产生的电荷聚集到连续的电极面上时,由于应变分布的相位差,将会导致相互抵消,电能输出将会减少。为此,为了避免电学抵消,本文使用了一种新型的优化方式—分段压电来优化设计压电模型。本文主要研究气动弹性能量采集中的非流线体驰振能量采集以及对其应变节进行分析,进而用分段电极优化模型。首先通过欧拉—伯努利梁假设得到驰振能量采集器的机电耦合方程,再基于准定常假设得到气动力和气动力矩,在利用伽辽金法得到能量采集器的分布参数模型。利用现代分析方法分析其压电特性。为了对驰振压电能量采集器悬臂梁进行分段电极优化,通过应变节分析,我们发现在第二模态上较大的末端质量和惯性矩会导致悬臂梁上存在两个应变节,基于一种新的优化思想,如果不进行分段电极优化会导致,应变节两侧的电荷相互抵消,从而导致电学输出大幅度减少。本文最后对悬臂梁压电能量采集器进行分段电极优化,最后通过COMSOL有限元仿真对优化后的模型与未优化的模型进行仿真对比。