溢流式寬帶換能器研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代聲吶技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足主動(dòng)聲吶遠(yuǎn)程探測(cè)的需要和克服目標(biāo)隱身技術(shù)給探測(cè)目標(biāo)帶來(lái)的困難，同時(shí)為了海底石油資源、礦產(chǎn)資源等的勘探與采集，需要基陣在深水下工作，普通基陣的聲性能將受到嚴(yán)重影響，甚至失效或破壞。本文采用溢流陣，實(shí)現(xiàn)了低頻下的寬帶性能，且具有垂直指向性，更具有在深水下聲性能基本不變的特點(diǎn)。 本文介紹了實(shí)現(xiàn)寬帶換能器的方法以及寬帶換能器的種類，指出了溢流式寬帶換能器及其陣列研究的意義。本文主要研究?jī)煞N形式：溢流式

2、圓管換能器和溢流式Ⅳ型彎張換能器，通過(guò)研究布陣方法，改善發(fā)送響應(yīng)帶寬中的凹谷，使響應(yīng)平坦，在空間形成指向性，從而提高響應(yīng)級(jí)。本文通過(guò)仿真計(jì)算與分析，提出了圓管溢流陣擬達(dá)到的主要指標(biāo)。 本文簡(jiǎn)要介紹了有限元法的基本理論，總結(jié)了壓電換能器所用矩陣在不同極化方向下的各種變換，概括了ANSYS計(jì)算換能器的各個(gè)性能參數(shù)基本原則和公式，最后簡(jiǎn)明扼要地介紹了其優(yōu)化功能，為換能器進(jìn)一步設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 由于腔體形狀不規(guī)則，采用有限元法分析

3、計(jì)算溢流式換能器聲學(xué)性能是有效方法，本文采用大型商業(yè)軟件ANSYS對(duì)兩種換能器進(jìn)行數(shù)值建模。通過(guò)優(yōu)化與分析，對(duì)換能器的振動(dòng)模態(tài)、阻抗特性、聲場(chǎng)分布等各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行了預(yù)報(bào)，同時(shí)研究了圓管換能器的液腔頻率與其開(kāi)口的關(guān)系，并對(duì)Ⅳ型彎張換能器預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。根據(jù)預(yù)報(bào)的參數(shù)，設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)類型的換能器，對(duì)圓管單個(gè)換能器及其二元陣列進(jìn)行了測(cè)量，并與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，兩者較為一致；也對(duì)溢流式Ⅳ型彎張換能器及其構(gòu)成的二元陣進(jìn)行了測(cè)量。

4、 本文還重點(diǎn)分析了溢流式圓管換能器和溢流式Ⅳ型彎張換能器的結(jié)構(gòu)與工藝，特別是溢流式Ⅳ型彎張換能器的結(jié)構(gòu)與工藝，為大型彎張換能器的研究奠定基礎(chǔ)。 由于時(shí)間緊張，研究的內(nèi)容也較多，在基本完成了論文的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)有諸多問(wèn)題有待深入研究。最后，對(duì)論文研究工作進(jìn)行了總結(jié)并明確了今后繼續(xù)研究的方向。 本文的亮點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)是溢流式圓管換能器并排陣研究，它實(shí)現(xiàn)了小尺寸下具有大功率的性能，如果能用于主/被動(dòng)拖線陣聲吶中，其具有的垂直方向性