方形板狀聲源的輻射阻抗計(jì)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(yīng)用。其中，矩形輻射器包括活塞式輻射器和彎曲振動(dòng)輻射器，對(duì)這兩種輻射器聲場(chǎng)的研究有很多，但有關(guān)活塞式聲源的輻射阻抗的高精度計(jì)算方法及彎曲振動(dòng)薄板輻射器輻射阻抗的表達(dá)式及其數(shù)值解的研究，幾乎未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本論文將主要就以上問(wèn)題進(jìn)行深入研究，尤其對(duì)能夠獲得解析解的四邊簡(jiǎn)支彎曲振動(dòng)薄板的輻射阻抗進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，最終得出對(duì)實(shí)踐有指導(dǎo)意義的結(jié)論。 另外，在本論文的研究過(guò)程中，作者還研究了構(gòu)成

2、相控陣的同心圓環(huán)狀活塞的指向性，通過(guò)仔細(xì)的計(jì)算和對(duì)比，修正了一些文獻(xiàn)中關(guān)于其指向性的不夠準(zhǔn)確的結(jié)論。 本論文具體進(jìn)行了以下工作： (1)研究了構(gòu)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(jì)算了環(huán)狀活塞聲源輻射聲場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)聲壓分布和指向性函數(shù)，詳細(xì)分析了環(huán)狀活塞幾何尺寸對(duì)聲源指向性的影響，修正了某些文獻(xiàn)中關(guān)于環(huán)狀活塞幾何尺寸對(duì)指向性影響的一些不夠準(zhǔn)確的結(jié)論； (2)研究了方形活塞聲源的輻射阻抗。通過(guò)建立科學(xué)

3、、直觀的數(shù)學(xué)模型，由輻射阻抗的定義出發(fā)，推導(dǎo)了其四重積分表達(dá)式，并采用5個(gè)節(jié)點(diǎn)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(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比，證明了采用本論文中所提出的計(jì)算方法所得的計(jì)算結(jié)果具有較高的精度，為進(jìn)一研究方形彎曲振動(dòng)薄板的輻射阻抗問(wèn)題提供了研究思路和研究方法。 (3)研究了四邊簡(jiǎn)支方形彎曲振動(dòng)薄板的輻射阻抗。由于彎曲振動(dòng)薄板表面各點(diǎn)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(xiàn)[2]

4、中對(duì)這一類(lèi)聲源的輻射阻抗作過(guò)專(zhuān)門(mén)定義，但并未對(duì)矩形(或方形)彎曲振動(dòng)薄板的輻射阻抗進(jìn)行具體計(jì)算。本論文從這一定義出發(fā)，建立了計(jì)算方形活塞聲源輻射阻抗的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了四邊簡(jiǎn)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(diǎn)振速為參考振速的輻射阻抗)的四重積分表達(dá)式，并利用高斯數(shù)值積分方法計(jì)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(duì)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