文章摘要
徐言哲,范桂芬,田丰,邓皓元,胡洪平,吕文中.纵振型低频压电水听器的等效电路及有限元分析对比研究[J].声学技术,2019,38(6):710~715
纵振型低频压电水听器的等效电路及有限元分析对比研究
Comparative research on equivalent circuit and finite element analysis of longitudinal vibration type low-frequency piezoelectric hydrophones
投稿时间:2018-05-31  修订日期:2018-06-28
DOI:10.16300/j.cnki.1000-3630.2019.06.019
中文关键词: 等效电路理论  ANSYS有限元仿真  接收灵敏度
英文关键词: equivalent circuit theory  ANSYS finite element simulation  reception sensitivity
基金项目:中央高校基本科研专项资金,华中科技大学(2016JCTD114)
作者单位E-mail
徐言哲 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074  
范桂芬 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074  
田丰 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074  
邓皓元 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074  
胡洪平 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074  
吕文中 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北武汉 430074 lwz@hust.edu.cn 
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中文摘要:
      分别利用等效电路理论与ANSYS有限元仿真对纵振型复合棒式压电水听器的性能参数进行了计算,并将两种结果进行比对分析。对比发现两种分析方法得出的接收灵敏度最大值对应的频率不在同一处并且在数值上存在一定差异,在远离谐振点的较低频段,水听器的接收灵敏度都具有较为平坦的响应。等效电路理论只考虑了一维纵向振动并且将模型完全理想化,而ANSYS有限元分析则考虑了整个结构的纵向横向模态耦合,其建模更接近实际模型,因此ANSYS有限元分析在水听器的仿真优化设计中更符合实际情况,但还需制作实物,用实测结果进行比对。等效电路理论由于物理意义明显,可以为水听器设计和有限元仿真提供理论指导。
英文摘要:
      The equivalent circuit theory and ANSYS Finite Element Simulation are used to calculate the performance parameters of longitudinal vibration type composite rod piezoelectric hydrophone, and the two calculation results are compared. It is shown that the resonant frequencies of the receiving sensitivity obtained by the two methods are not in the same place, and there are some differences in the value of receiving sensitivity, and that the bandwidths of receiving sensitivity are all rather wide in the lower frequency band far from the resonance point. It is known that the equivalent circuit theory only considers the one-dimensional longitudinal vibration and idealizes the model. However, the ANSYS finite element analysis considers the longitudinal and transverse modal coupling of the whole model structure, which is closer to the actual model. Therefore, ANSYS has more advantages in the simulated optimization design of hydrophone. The equivalent circuit theory can provide theoretical guidance for finite element simulation because of its obvious physical significance.
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