基于超材料的聲波主動控制技術研究.pdf

1、消聲瓦由于優(yōu)良的聲學性能被廣泛應用于潛艇隱身方面。隨著聲吶探測向低頻段方向發(fā)展，為保證潛艇的寬頻帶隱身效果需增加消聲瓦厚度，但消聲瓦厚度的進一步增加受潛艇本身性能等要求的限制，因此急需探索能夠實現(xiàn)潛艇寬頻帶隱身的結構或材料。聲學超材料由于具有獨特的頻帶結構、等效負參數(shù)等超常聲學性質為寬頻聲波的控制提供了新方向，其中主動聲學超材料具有結構靈活、質量輕、體積小等優(yōu)點，能夠實現(xiàn)對寬頻聲波的主動調(diào)控。然而目前對聲學超材料中聲波傳輸?shù)闹鲃涌刂蒲芯?/p>

2、較少，現(xiàn)有的理論主要集中在聲學超材料負等效參數(shù)和超常聲學性質的研究方面。因此，本文采取理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究等相結合的方法，研究聲學超材料對聲波的主動調(diào)控技術，具體研究包括以下幾個方面：
　　基于傳遞函數(shù)法和LC諧振原理建立了聲學超材料頻帶主動調(diào)控數(shù)學模型，研究了頻帶結構對聲學超材料吸聲性能的影響規(guī)律，運用阻尼材料被動吸聲原理，結合壓電材料機電耦合特性設計了聲學超材料結構，引入回轉器回路作為聲學超材料頻帶主動調(diào)控模塊，得出了

3、外接電路參數(shù)對聲學超材料頻帶分布的影響規(guī)律，仿真分析了聲學超材料的頻帶分布和吸聲性能，為后續(xù)進行聲學超材料頻帶分布實驗及優(yōu)化結構奠定了基礎。
　　通過理論分析和仿真模擬相結合的方法，研究了壓電材料的聲阻抗主動調(diào)控方法，運用傳遞函數(shù)法建立了聲學超材料聲阻抗調(diào)節(jié)計算模型，研究了通過外接電壓改變聲學超材料聲阻抗的技術，運用可編程程序控制語言編寫了電壓控制算法，搭建了聲學超材料聲阻抗實時控制系統(tǒng)，實現(xiàn)聲波檢測、信號運算、聲阻抗調(diào)控等功能，