方形板狀聲源的輻射阻抗計算.pdf

1、矩形和環(huán)形輻射器在換能器陣列中有著廣泛的應用。其中，矩形輻射器包括活塞式輻射器和彎曲振動輻射器，對這兩種輻射器聲場的研究有很多，但有關活塞式聲源的輻射阻抗的高精度計算方法及彎曲振動薄板輻射器輻射阻抗的表達式及其數(shù)值解的研究，幾乎未見文獻報道。本論文將主要就以上問題進行深入研究，尤其對能夠獲得解析解的四邊簡支彎曲振動薄板的輻射阻抗進行了詳細的分析和討論，最終得出對實踐有指導意義的結論。 另外，在本論文的研究過程中，作者還研究了構成

2、相控陣的同心圓環(huán)狀活塞的指向性，通過仔細的計算和對比，修正了一些文獻中關于其指向性的不夠準確的結論。 本論文具體進行了以下工作： (1)研究了構成聚焦相控陣的同心圓環(huán)狀活塞的指向性，利用瑞利積分，計算了環(huán)狀活塞聲源輻射聲場的遠場聲壓分布和指向性函數(shù)，詳細分析了環(huán)狀活塞幾何尺寸對聲源指向性的影響，修正了某些文獻中關于環(huán)狀活塞幾何尺寸對指向性影響的一些不夠準確的結論； (2)研究了方形活塞聲源的輻射阻抗。通過建立科學

3、、直觀的數(shù)學模型，由輻射阻抗的定義出發(fā)，推導了其四重積分表達式，并采用5個節(jié)點的數(shù)值積分法編制C程序，求得其數(shù)值解，并將該數(shù)值解與有關文獻進行了對比，證明了采用本論文中所提出的計算方法所得的計算結果具有較高的精度，為進一研究方形彎曲振動薄板的輻射阻抗問題提供了研究思路和研究方法。 (3)研究了四邊簡支方形彎曲振動薄板的輻射阻抗。由于彎曲振動薄板表面各點振速幅值不相等，因而不能直接套用活塞聲源輻射阻抗的定義。何祚鏞教授在文獻[2]

4、中對這一類聲源的輻射阻抗作過專門定義，但并未對矩形(或方形)彎曲振動薄板的輻射阻抗進行具體計算。本論文從這一定義出發(fā)，建立了計算方形活塞聲源輻射阻抗的數(shù)學模型，推導了四邊簡支方形彎振板兩種輻射阻抗(以面平均振速為參考速度的輻射阻抗和以中心點振速為參考振速的輻射阻抗)的四重積分表達式，并利用高斯數(shù)值積分方法計算其數(shù)值解：給出了m=n=，z=1模態(tài)的以面平均振速為參考速度的相對輻射阻抗數(shù)值解及m=n=1模態(tài)、m=1，n=3模態(tài)(或m=3，n