近年来,无线传感器等微电子设备广泛应用于国防、环境监测、灾难预防等领域,依赖传统的化学电池为其供电,不仅对环境有一定的污染,而且某些场景电池更换困难,因此为无线微电子设备稳定持续的供能成为亟需解决的问题。涡致振动是自然界中一种常见的现象,利用涡致振动使压电材料产生周期性的机械振动,将机械能转化为电能为无线设备供电的研究受到了国内外研究者的广泛关注。当无线设备的供电需求较大时,单一的压电能量收集结构无法满足供电需求,而压电能量收集阵列更容易实现能量收集的规模化,可以为不同供能需求的无线设备提供电能。基于此,本文对基于涡致振动的压电能量收集阵列进行研究。首先建立并联双晶片压电悬臂梁涡致振动俘能结构的流-固-电耦合数学模型,通过范德波尔方程、尾流振子数学经验模型对该结构在风中的涡致振动进行数值计算,对参数进行无量纲化,结合等效电路,得到输出功率及能量转换效率表达式。然后利用ANSYS仿真软件对涡致振动下的压电能量收集阵列进行数值模拟,通过建立模型、设置边界条件和结果后处理进行流-固-电的耦合计算。先模拟前置阻流体的单俘能结构在不同风速和中心距下的俘能特性,仿真结果显示,前置阻流体的俘能结构直径D为20mm,在风速为6m/s,中心距为5D的条件下,输出电压峰值为4.35V,验证了结构的可行性。接着对串列、并列、错列、三角以及长方阵型的压电能量收集阵列进行仿真,结果表明,压电能量收集阵列随风速的增大呈现整体增大的趋势,随间距的增大呈现先增大后减小的变化趋势。错列和三角阵型的性能优于串列、并列阵型,长方阵型性能最优,在中心距为1.5D时,单一能量收集结构的输出电压峰值为10.65V。最后在与仿真条件相同的前提下,对压电俘能结构进行实验研究。根据理论分析和数值模拟条件,制备压电能量收集结构,设计并搭建风洞实验装置,测试几种形式的能量收集阵列中各结构的开路输出电压。实验结果表明,压电能量收集阵列的俘能特性规律与仿真结果基本一致,数值稍有差别。长方阵型的发电性能最优,在中心距为1.5D时,单一能量收集结构的输出电压峰值为9.98V。本文对压电能量收集阵列进行了理论建模、数值模拟和实验研究,为微电子设备的持续供电提供了一种可靠方案,对可再生能源技术的进步具有实际意义。