基于有限元法的測(cè)井壓電換能器仿真及井孔和地層聲場(chǎng)模擬.pdf

1、本文首先從壓電效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)出發(fā)，利用Abaqus實(shí)現(xiàn)了壓電耦合效應(yīng)，模擬了一款徑向振動(dòng)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(duì)本征頻率具體影響。之后，討論了該款換能器表面實(shí)際振動(dòng)情況，分析了其表面參量的振動(dòng)量級(jí)。
　　其次，本文探索性的利用Abaqus中的聲學(xué)接觸單元將徑向振動(dòng)式圓柱形壓電換能器（固體介質(zhì)）與水（流體介質(zhì)）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(shí)

2、現(xiàn)的。并分別計(jì)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(shí)際激發(fā)的聲壓信號(hào)的具體時(shí)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(hào)作用下，該款換能器表面所激發(fā)的實(shí)際聲壓量級(jí)。初步得出：以2kHz到14kHz中心頻率的余弦包絡(luò)曲線作為電壓輸入波形且加載電壓大小為500V時(shí)，該款換能器距其表面1mm處實(shí)際激發(fā)聲壓量級(jí)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(duì)無限大實(shí)際邊界進(jìn)行

3、人工截?cái)嗨鶐淼姆祷夭▎栴}。并探索性的利用Abaqus計(jì)算了點(diǎn)聲源作用下的井孔和地層波場(chǎng)情況，通過與理論解法對(duì)比，驗(yàn)證有限元計(jì)算的正確性。說明 Abaqus在井孔和地層波場(chǎng)計(jì)算問題上具有一定的適用性。
　　最后，本文利用有限元，計(jì)算了將測(cè)井用換能器添加到基本井孔和地層模型中的波場(chǎng)，完整的模擬了實(shí)際測(cè)井過程。即從換能器加壓振動(dòng)到向流體內(nèi)輻射聲波，繼而傳入地層并產(chǎn)生反射波，最后在井內(nèi)接收聲波信號(hào)的一系列過程。并分別計(jì)算了500V瞬態(tài)電