水下弹性/压电双层板的声波反射分析

论文摘要

本文采用matlab 软件,对水下弹性/压电双层板的声波反射进行了数值研究。目的是利用主动减噪方式降低双层板对入射声波的反射,也即是在双层板的压电层上加一适当的控制电压,消除水下流场中某一点的反射波压力,并降低该点附近点的反射波压力。利用有限差分法和边界积分法,将流场中各点的反射压力转化为板与水接触面上的压力边界条件,然后用有限差分法,求解弹性板和压电板的用位移表示的平衡控制方程,得到板上各离散点的位移,再运用格林函数,求解出流场中各点的总反射压力。研究表明,在压电层加上一适当的控制电压,可消除板上层以上水域中某一点的反射声波压力,并且在一个锥形区域内,该点附近点的反射波压力也得到减小。另外,该控制电压与入射声波的频率,入射波的入射角(对于平面入射声波而言,对于点源波则相应的为点源的位置),以及被消除反射波压力的点位置有关。当点源距离双层板相当远时,可以将点源波视为平面波。因此,这两种不同入射声波的声波反射压力的变化既有不同,又有着相似之处。文中分别对两种不同的入射声波的反射进行了数值研究,并将它们作了对比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外水下物体主动减噪的技术背景和现状
• 1.3 本文工作
• 2 基本原理与计算工具
• 2.1 压电材料与压电方程
• 2.2 计算软件简介
• 2.3 有限差分法
• 3 问题的描述及控制方程
• 3.1 问题的基本提法
• 3.2 控制方程
• 3.3 边界条件
• 3.4 入射波和反射波压强的数学表示
• 3.5 流场中每点的散射压强的处理
• 3.6 积分部分的处理
• 4 计算实例与分析
• 4.1 计算模型的离散化
• 4.2 计算实例及结果分析
• 4.3 结论
• 4.4 双层板的减噪应用前景展望
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ攻读硕士期间发表的论文
• 附录Ⅱ材料常数