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，為了滿足主動聲吶遠程探測的需要和克服目標(biāo)隱身技術(shù)給探測目標(biāo)帶來的困難，同時為了海底石油資源、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。 本文介紹了實現(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。本文主要研究兩種形式：溢流式

2、圓管換能器和溢流式Ⅳ型彎張換能器，通過研究布陣方法，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。本文通過仿真計算與分析，提出了圓管溢流陣擬達到的主要指標(biāo)。 本文簡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計算換能器的各個性能參數(shù)基本原則和公式，最后簡明扼要地介紹了其優(yōu)化功能，為換能器進一步設(shè)計打下基礎(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對兩種換能器進行數(shù)值建模。通過優(yōu)化與分析，對換能器的振動模態(tài)、阻抗特性、聲場分布等各項性能參數(shù)進行了預(yù)報，同時研究了圓管換能器的液腔頻率與其開口的關(guān)系，并對Ⅳ型彎張換能器預(yù)應(yīng)力進行了詳細(xì)的計算。根據(jù)預(yù)報的參數(shù)，設(shè)計了兩種結(jié)構(gòu)類型的換能器，對圓管單個換能器及其二元陣列進行了測量，并與計算結(jié)果進行比較，兩者較為一致；也對溢流式Ⅳ型彎張換能器及其構(gòu)成的二元陣進行了測量。

4、 本文還重點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)。 由于時間緊張，研究的內(nèi)容也較多，在基本完成了論文的同時，發(fā)現(xiàn)有諸多問題有待深入研究。最后，對論文研究工作進行了總結(jié)并明確了今后繼續(xù)研究的方向。 本文的亮點有兩個，一個是溢流式圓管換能器并排陣研究，它實現(xiàn)了小尺寸下具有大功率的性能，如果能用于主/被動拖線陣聲吶中，其具有的垂直方向性