溢流式寬帶換能器研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代聲吶技術的飛速發(fā)展，為了滿足主動聲吶遠程探測的需要和克服目標隱身技術給探測目標帶來的困難，同時為了海底石油資源、礦產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)送響應帶寬中的凹谷，使響應平坦，在空間形成指向性，從而提高響應級。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。 本文簡要介紹了有限元法的基本理論，總結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，為換能器進一步設計打下基礎。 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)進行了預報，同時研究了圓管換能器的液腔頻率與其開口的關系，并對Ⅳ型彎張換能器預應力進行了詳細的計算。根據預報的參數(shù)，設計了兩種結構類型的換能器，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型彎張換能器的結構與工藝，特別是溢流式Ⅳ型彎張換能器的結構與工藝，為大型彎張換能器的研究奠定基礎。 由于時間緊張，研究的內容也較多，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