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压电条SH声辐射场研究

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张碧星, 汪承灏, Anders Bostr(o)m. 2005: 压电条SH声辐射场研究, 物理学报, 54(5): 2111-2117. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.05.027
引用本文: 张碧星, 汪承灏, Anders Bostr(o)m. 2005: 压电条SH声辐射场研究, 物理学报, 54(5): 2111-2117. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.05.027
shu
Zhang Bi-Xing, Wang Cheng-Hao, Anders Bostr(o)m. 2005: Study of SH acoustic radiation field excited by a piezoelectric strip, Acta Physica Sinica, 54(5): 2111-2117. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.05.027
Citation: Zhang Bi-Xing, Wang Cheng-Hao, Anders Bostr(o)m. 2005: Study of SH acoustic radiation field excited by a piezoelectric strip, Acta Physica Sinica, 54(5): 2111-2117. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.05.027
shu

压电条SH声辐射场研究

  • 中国科学院声学研究所,北京,100080

  • 瑞典Chalmers工业大学应用力学系,哥德堡 SE-412 96

Study of SH acoustic radiation field excited by a piezoelectric strip

  • 摘要: 具有一定宽度和厚度的无穷长压电条置于均匀各向同性半空间上,压电条在电激励下产生机械振动从而在整个空间产生声场.将压电条取为6mm晶系,其对称主轴沿长度方向.针对这种压电换能器结构,深入研究了SH波的激发和辐射特性.首先将压电条中的声场展开为傅里叶级数,而将压电条下的无界半空间中的声场展开为傅里叶积分,然后根据边界条件得到了整个空间中声场的求解方案,通过数值模拟计算了声场的分布特性,并和传统方法进行了定量的对比和分析.最后采用最陡下降法(鞍点法)研究并得到了压电条声辐射场的远场近似表达式,分析了声场的指向性规律.结果表明只有当频率f和压电条宽度a的乘积fa＜1 kHz·m时,传统方法得到的结果是可靠的,当频率升高时,压电条内应力和位移呈振荡式分布,频率愈高振荡愈激烈,且与传统方法的差异愈大.本文对声学微系统与声传感器件的研究具有重要意义.
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出版历程
  • 刊出日期:  2005-05-30

压电条SH声辐射场研究

  • 中国科学院声学研究所,北京,100080
  • 瑞典Chalmers工业大学应用力学系,哥德堡 SE-412 96

摘要: 具有一定宽度和厚度的无穷长压电条置于均匀各向同性半空间上,压电条在电激励下产生机械振动从而在整个空间产生声场.将压电条取为6mm晶系,其对称主轴沿长度方向.针对这种压电换能器结构,深入研究了SH波的激发和辐射特性.首先将压电条中的声场展开为傅里叶级数,而将压电条下的无界半空间中的声场展开为傅里叶积分,然后根据边界条件得到了整个空间中声场的求解方案,通过数值模拟计算了声场的分布特性,并和传统方法进行了定量的对比和分析.最后采用最陡下降法(鞍点法)研究并得到了压电条声辐射场的远场近似表达式,分析了声场的指向性规律.结果表明只有当频率f和压电条宽度a的乘积fa＜1 kHz·m时,传统方法得到的结果是可靠的,当频率升高时,压电条内应力和位移呈振荡式分布,频率愈高振荡愈激烈,且与传统方法的差异愈大.本文对声学微系统与声传感器件的研究具有重要意义.

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