本文關(guān)鍵詞：菱形活塞輻射聲壓及輻射阻抗的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,對于利用超聲技術(shù)原理制成的超聲振動系統(tǒng),廣泛受到人們的青睞。但是在超聲研究和應(yīng)用的各個領(lǐng)域中,所采用的輻射體的性能和形狀與其用途密切相關(guān)。例如,和一些聲波聚焦技術(shù)相比較,相控陣聚焦技術(shù)能夠精確控制焦點的大小、位置、深度,而且切換速度更快,使其在超聲聚焦和次聲聚焦技術(shù)中發(fā)揮著非常重要的作用。加之,人們對相控陣的波束指向性要求愈來愈嚴(yán)格,從而使分析不同形狀的單個陣元的輻射聲場特性顯得尤為重要,活塞式換能器就是其中的一類。長期以來,對于活塞聲源輻射聲場的研究是聲學(xué)研究中的基本問題之一,其中輻射體的輻射聲壓指向特性以及輻射阻抗特性是輻射聲場的主要研究方向。由于輻射聲壓指向特性、輻射阻抗作為評價聲學(xué)振動系統(tǒng)性能的重要參量,常常被用來評估聲學(xué)振動系統(tǒng)對外界的輻射聲功率以及估算輻射體的同振質(zhì)量等,因而研究活塞聲源的輻射阻抗和聲壓指向性在實際應(yīng)用中具有重要的意義。對于活塞式聲源的輻射面形狀也是由其指向特性以及使用場決定,但在實際的研究中,對于不規(guī)則形狀的活塞聲源所產(chǎn)生的聲場,要從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格求解,其難度是相當(dāng)大的,因此,在作理論處理的時候,往往需要將這些活塞聲源進行理想化,也就是說,在某些情況下,有必要將這些活塞聲源近似的當(dāng)作點源、平面、球面來處理。活塞式聲源的形成,就是把輻射體看作平面聲源來處理,并使其沿此平面的法線方向振動。其中圓形活塞、圓環(huán)狀活塞、矩形活塞、六邊形活塞、方形活塞等聲源作為最常見的聲源,其輻射特性已經(jīng)研究的比較多。本文將從菱形活塞的輻射聲場進行展開研究,其研究的主要內(nèi)容有以下幾個方面：1、利用瑞利積分,對菱形活塞的聲壓分布及其指向性進行研究,并且利用mathematicas軟件,模擬仿真了菱形活塞的三維聲壓分布圖像,進一步分析了菱形活塞在不同頻率,尺寸下的聲壓指向性,有利于菱形活塞的優(yōu)化設(shè)計。2、在菱形活塞的基礎(chǔ)上,進一步分析了菱形環(huán)的聲壓分布及其指向性,利用控制變量法,在不同波數(shù)(頻率)和不同活塞尺寸下,將菱形活塞與菱形環(huán)活塞的聲壓以及指向特性進行對比。3、利用惠更斯原理,推導(dǎo)出由n個菱形活塞所構(gòu)成的相位陣的空間聲壓分布,并指出其輻射聲場的指向特性。4、首先建立幾何(菱形)的求解模型,利用微元法,然后根據(jù)活塞式聲源輻射阻抗的定義,推導(dǎo)出菱形活塞聲源振動時所產(chǎn)生的輻射阻抗的四重積分表達式。進一步利用數(shù)值積法,求出菱形活塞振動時所產(chǎn)生的輻射阻抗的數(shù)值解。研究了菱形活塞聲源振動的自身參數(shù)與其振動時產(chǎn)生輻射阻抗的關(guān)系,這些參數(shù)分別是振動頻率(波數(shù))、菱形活塞的尺寸等。
【關(guān)鍵詞】：菱形活塞 菱形環(huán)活塞 輻射聲壓 相控陣 輻射阻抗
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB55
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的研究內(nèi)容12-13
• 第2章 理論基礎(chǔ)13-29
• 2.1 薄板理論13-18
• 2.1.1 理論基礎(chǔ)13-14
• 2.1.2 彈性曲面的微分方程14-16
• 2.1.3 薄板的自由振動16-18
• 2.2 輻射體的輻射聲壓指向特性及輻射阻抗18-22
• 2.2.1 聲學(xué)基本概念18-20
• 2.2.2 輻射體的輻射聲壓指向特性20-21
• 2.2.3 輻射體的輻射阻抗21-22
• 2.3 超聲相控陣的延時聚焦22-29
• 2.3.1 超聲相控陣延時聚焦的原理22-24
• 2.3.2 相控陣聚焦延時的計算24-29
• 第3章 菱形活塞輻射聲壓的計算與分析29-47
• 3.1 菱形活塞的輻射聲場29-37
• 3.1.1 聲壓分布29-32
• 3.1.2 菱形活塞聲源輻射聲場的指向性32-37
• 3.2 菱形環(huán)活塞的輻射聲場37-43
• 3.2.1 聲壓分布37-39
• 3.2.2 菱形環(huán)活塞聲源輻射聲場的指向性39-43
• 3.3 菱形活塞相控陣的聲壓分布43-46
• 3.3.1 聲壓的分布43-45
• 3.3.2 三維輻射的方向特性45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 菱形活塞輻射阻抗的計算與分析47-57
• 4.1 輻射阻抗理論47
• 4.2 菱形活塞輻射阻抗的數(shù)值計算47-55
• 4.2.1 菱形活塞輻射阻抗的計算47-50
• 4.2.2 數(shù)值解分析50-55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第5章 結(jié)論與展望57-59
• 5.1 論文工作總結(jié)57-58
• 5.2 下一步研究與展望58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張永元,吳勝舉,張濤;六邊形活塞聲源輻射遠場研究[J];陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年03期

2 張吉偉;曹輝;;橢圓形活塞聲源輻射阻抗的計算[J];陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

  本文關(guān)鍵詞：菱形活塞輻射聲壓及輻射阻抗的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：446246