气动系统作为生产自动化的重要手段之一,被广泛运用于各大生产车间,但其能量利用率比电气系统和液压系统低,气动系统仍然具有很大的节能空间。在气动系统中,压缩空气在做完功后通常未经任何处理就排空,造成了能量的浪费,传统的排气回收方法会产生背压,影响气动系统的正常工作,而采用基于压电效应的能量回收装置对系统影响较小,而且具有结构简单、能量转换率高、无污染等优点。利用压电俘能器对流体能量俘获已经成为了研究的热点,但是由于气动排气为冲击射流,传统的流致振动式压电俘能器无法产生完整的绕流现象,因此研究适合气动排气回收的压电俘能器是十分必要和迫切的。论文的研究工作主要由以下三个部分组成:（一）对气动排气特性进了分析,提出了由开式半圆截面扰流柱和柔性压电悬臂梁组成的压电俘能器的结构方案,在此基础上进行了俘能机理分析,建立了流-固-电三场耦合数学模型,确定了影响俘能器输出性能的关键参数。（二）在理论分析的基础上对压电俘能器进行了数值分析,通过模态分析研究了扰流柱对俘能器一阶固有频率的影响,采用双向流固耦合的方法研究了关键参数对俘能器振幅的影响规律,初步确定了俘能器的结构尺寸。（三）基于理论分析和仿真结果,制作了试验样机,搭建了试验测试平台,对仿真结果进了验证,并且研究了扰流柱对俘能器输出特性的影响情况以及负载电阻对输出电压和输出功率的影响规律。试验结果表明:扰流柱可以将俘能器的一阶固有频率大大降低,最大输出电压提升4.2倍;存在起振压力,当排气压力低于该压力时,俘能器振动不明显,当达到该起振压力后,俘能器振幅突然变大并且随着排气压力的增大而增大;在扰流柱到排气口距离为100mm,扰流柱直径为10mm的工况下,俘能器可以在80k Pa的排气压力下达到的最大输出电压约为35.4V,存在最佳负载电阻为11MΩ,使得最大输出功率为93.7μW。本文的研究成果将为气动系统中低能耗器件提供一种新的供能方式。