有限障板下矢量水听器性能的研究

摘要

随着矢量水听器技术的发展，矢量水听器已被广泛应用于水声各领域，但在很多实际应用中，矢量水听器的接收性能受到障板的影响，从而使其测向和探测性能受到影响。
　　 本文首先根据实验需求，基于矢量水听器的工作原理和设计方法，设计制作了一只二维柱形组合式矢量水听器，体积为φ40×64（mm），工作频带为1kHz～10kHz。在消声水池中对矢量水听器进行了测试，测试结果表明：矢量通道的声压灵敏度级为-183dB（测量频率1kHz，OdB参考值1V/μPa），具有余弦指向性；声压通道灵敏度级为-196dB（0dB参考值1V/μPa）。
　　 本文通过采用有限元与边界元结合的方法来求解有限障板的衍射声场，进而研究有限障板对矢量水听器的接收性能的影响。在本文中，综合利用了ANSYS和SYSNOISE软件来进行数值计算，给出了一种切实可行的数值仿真方法。文中对球壳、有限平面障板和圆柱壳衍射影响下矢量水听器的接收性能进行了仿真研究和实验测试，计算机仿真结果与实验结果相一致。研究结果表明：这种数值仿真方法适合于用来估计矢量水听器在有障板情况下的接收性能；矢量水听器接收性能的变化与障板本身的特性、声波的频率密切相关。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 矢量水听器的历史和发展研究现状

1.3 课题研究背景及意义

1.4 矢量水听器概述

1.4.1 矢量水听器的分类

1.4.2 矢量水听器的指向性

1.4.3 矢量水听器的灵敏度

1.4.4 矢量水听器通道之间的相位特性

1.5 本论文主要研究内容

第2章 矢量水听器的设计与制作

2.1 同振柱形矢量水听器的工作原理和设计依据

2.1.1 矢量水听器的接收原理和设计方法

2.1.2 矢量水听器的灵敏度分析

2.2 矢量水听器的设计与制作

2.2.1 压电加速度计的选取及性能测试

2.2.2 声压通道的设计

2.2.3 矢量水听器的结构设计

2.3 矢量水听器的测试

2.3.1 指向性图测量

2.3.2 灵敏度测试

2.3.3 各通道相位差测量

2.4 本章小结

第3章 有限障板对矢量水听器影响的仿真研究

3.1 理论分析

3.1.1 有限元理论

3.1.2 边界元理论

3.1.3 结构与流体的耦合

3.2 仿真方法分析

3.3 球壳散射对矢量水听器的影响

3.3.1 仿真模型

3.3.2 仿真结果与分析

3.4 有限平面障板散射对矢量水听器的影响

3.4.1 仿真模型

3.4.2 仿真结果与分析

3.5 本章小结

第4章 弹性壳体对矢量水昕器性能影响测试

4.1 引言

4.2 弹性球壳对矢量水听器的影响测试

4.2.1 实验概况

4.2.2 实验结果与分析

4.3 平面障板对矢量水听器的影响测试

4.3.1 实验概况

4.3.2 实验结果与分析

4.4 弹性柱壳对矢量水听器的影响测试

4.4.1 实验概况

4.4.2 实验结果与分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢