基于有限元法的測井壓電換能器仿真及井孔和地層聲場模擬.pdf

1、本文首先從壓電效應的實現(xiàn)出發(fā)，利用Abaqus實現(xiàn)了壓電耦合效應，模擬了一款徑向振動式圓柱形壓電換能器，得到了其本征頻率，并分析了幾何尺寸對本征頻率具體影響。之后，討論了該款換能器表面實際振動情況，分析了其表面參量的振動量級。
　　其次，本文探索性的利用Abaqus中的聲學接觸單元將徑向振動式圓柱形壓電換能器（固體介質）與水（流體介質）耦合在一起，完成了換能器外層流固耦合，自身壓電耦合的雙雙耦合模式，這是理論方法與有限差分法無法實

2、現(xiàn)的。并分別計算了瞬態(tài)電壓和不同中心頻率電壓條件下?lián)Q能器表面實際激發(fā)的聲壓信號的具體時域波形，分析了不同中心頻率（電壓值大小相同）電壓輸入信號作用下，該款換能器表面所激發(fā)的實際聲壓量級。初步得出：以2kHz到14kHz中心頻率的余弦包絡曲線作為電壓輸入波形且加載電壓大小為500V時，該款換能器距其表面1mm處實際激發(fā)聲壓量級介于2?102Pa至4?104Pa間。
　　再次，本文嘗試性的利用無限元，初步解決了由于對無限大實際邊界進行

3、人工截斷所帶來的返回波問題。并探索性的利用Abaqus計算了點聲源作用下的井孔和地層波場情況，通過與理論解法對比，驗證有限元計算的正確性。說明 Abaqus在井孔和地層波場計算問題上具有一定的適用性。
　　最后，本文利用有限元，計算了將測井用換能器添加到基本井孔和地層模型中的波場，完整的模擬了實際測井過程。即從換能器加壓振動到向流體內輻射聲波，繼而傳入地層并產生反射波，最后在井內接收聲波信號的一系列過程。并分別計算了500V瞬態(tài)電