[发明专利]一种计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法

摘要

本发明公开了一种计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法，包括如下步骤(1)建立溢流环换能器阵的有限元模型；(2)划分模型有限元网格；(3)进行有限元计算求解；(4)建立溢流环换能器阵的边界元模型；(5)结合有限元计算结果利用边界元方法计算声辐射特性。该计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法，利用有限元方法结合边界元方法对溢流环换能器阵的声辐射特性进行计算，在溢流环换能器阵的设计阶段就对其性能进行预测，从而指导我们进行换能器阵的优化设计，得到性能优良的发射换能器阵，不仅计算精确，而且节省了大量的人力、物力和财力。

主权项

一种计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立溢流环换能器阵的有限元模型：基于溢流环换能器及基阵的结构为上下对称和轴对称，只需建立换能器阵上半部分的轴对称有限元模型，首先给出溢流环换能器的内半径尺寸、外半径尺寸、高度尺寸以及换能器阵的阵元间距，使用ANSYS软件建立溢流环换能器阵的有限元模型；(2)划分模型有限元网格：在ANSYS软件中，指定所要划分的溢流环换能器阵及其所在流体域有限元网格的单元类型和材料参数，设定网格的大小，然后用自由划分网格的方法对所建立的换能器阵的有限元模型进行网格划分，从而得到换能器阵的有限元模型网格；(3)进行有限元计算求解：在ANSYS软件中利用模态分析、谐波响应分析方法计算出溢流环换能器及基阵的振动模态、谐振频率、导纳特性、发射电压响应、近场声特性以及振动位移分布特性；(4)建立溢流环换能器阵的边界元模型：在ANSYS软件中，提取溢流环换能器阵表面的单元网格，导入到SYSNOISE软件中，从而得到换能器阵的边界元模型网格；(5)结合有限元计算结果利用边界元方法计算声辐射特性：把在ANSYS软件中用有限元方法对溢流环换能器阵进行谐波响应分析得到的换能器阵的表面振动位移分布导入到SYSNOISE软件中，利用边界元方法计算溢流环换能器阵的辐射声场远场特性和辐射指向性特性。