基于壓電雙晶片的空腔流激振蕩主動(dòng)控制研究.pdf

1、空腔流激振蕩在航空領(lǐng)域比較常見，它會(huì)產(chǎn)生巨大的噪聲，增大飛行器的飛行阻力，危害飛行器的結(jié)構(gòu)安全，影響投放物的出艙角度。在各種空腔振蕩的抑制措施中，壓電激勵(lì)器結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝方便、耗能少、對(duì)流體的控制效果好，因此，基于壓電雙晶片激勵(lì)器的主動(dòng)控制方法是抑制空腔流激振蕩的有效措施之一。本文針對(duì)開式空腔流場(chǎng)，研究了基于壓電雙晶片的主動(dòng)控制方案。
　　(1)首先介紹了描述流體動(dòng)力學(xué)特性的主要公式及常用模型，給出了開式空腔流場(chǎng)、閉式空

2、腔流場(chǎng)和過渡式空腔流場(chǎng)的分類依據(jù)及特點(diǎn)，并求出了所研究空腔流場(chǎng)的前三階Rossiter頻率。通過有限元軟件對(duì)空腔流激振蕩進(jìn)行模擬仿真，研究了開式空腔、閉式空腔、過渡式空腔的流場(chǎng)特點(diǎn)和壓力分布。搭建流固耦合分析模塊，對(duì)基于主動(dòng)結(jié)構(gòu)的空腔流激振蕩的抑制進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明:在空腔前緣施加一定頻率和幅值的擾動(dòng)，對(duì)腔內(nèi)流場(chǎng)具有較好的控制效果。
　　(2)簡要介紹了壓電陶瓷的特點(diǎn)，并給出了PZT-5H的系數(shù)矩陣。通過對(duì)壓電激勵(lì)器進(jìn)行分析，

3、確定了壓電雙晶片的結(jié)構(gòu)形式以及并聯(lián)加載方式。對(duì)壓電雙晶片激勵(lì)器的直流響應(yīng)進(jìn)行了建模分析，求得了階躍電壓下的直流響應(yīng)公式，并根據(jù)能量法求得了其固有頻率的公式。分析了壓電雙晶片的直流響應(yīng)位移和固有頻率同壓電雙晶片尺寸參數(shù)的關(guān)系，并根據(jù)其頻率特性和直流響應(yīng)，對(duì)壓電雙晶片進(jìn)行優(yōu)化，求得其最佳結(jié)構(gòu)尺寸。采用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算，驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性，并設(shè)計(jì)了壓電雙晶片的整體結(jié)構(gòu)。
　　(3)搭建了壓電雙晶片的特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)量了壓