因为海洋环境复杂多变面积广阔,所以一般情况下监测海洋参数的低功耗传感器投放后不再回收,而普通的化学电池容量有限体积较大,无法满足传感器长时间工作的需求。海洋环境中蕴含大量振动能量,所以利用压电材料的压电效应将洋流中巨大的振动能量转化为电能给传感器充电成为近年来研究者关注的热点。海洋环境中有多种振动方式,但普遍为随机振动,而卡门涡街效应作为流体中普遍存在的现象,可以激发柔性压电材料周期性振动,为电信号的后续处理带来了极大的便利。首先,利用压电悬臂梁的分布式参数模型对悬臂梁俘能器的振动发电机理做出阐释,发现俘能器的设计中基板材料的属性及基板的厚度对俘能器的发电效果有一定影响。之后利用湿模态分析,对不同流体介质包裹下的悬臂梁俘能器的特性作了进一步研究,发现流体介质的密度可以调节俘能器的固有频率及内阻抗。其次,建立了单层网格的数值仿真模型,通过结构化网格划分,确定了符合模型的网格参数。通过仿真计算发现,刚性挡板的长度及安放位置对涡街脱落的频率及旋涡强度有明显影响,为之后的研究提供了数据与经验支持。随后建立了超弹性体的单层网格流固耦合分析模型,验证了模型的可行性,通过仿真发现钝体形状对于弹性体的振动变形没有影响。最后利用流固耦合分析模型,加入压电属性构成流-固-电三场耦合模型,对柔性压俘能器在钝体后不同安放位置的发电情况进行分析,结果表明,柔性压电俘能器距离圆柱钝体一倍圆柱直径时输出电压最大。之后,通过水槽实验验证了分析的正确性,为俘能器的设计提供了实验及仿真依据。