低频大功率Janus-Helmholtz换能器的设计-陕西师范大学学报期刊社网站

陕西师范大学学报（自然科学版）

物理学

低频大功率Janus-Helmholtz换能器的设计

桑永杰, 蓝宇

（哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001）

桑永杰, 男,讲师,博士,研究方向为水声换能器及水下声系统.E-mail：sangyongjie@126.com.

摘要:

阐述了Janus-Helmholtz换能器宽带工作的机理，运用有限元软件ANSYS对Janus-Helmholtz换能器的结构参数进行优化设计，研究了腔体结构尺寸对工作带宽等电声参数的影响规律.设计制作了一个工作带宽为500~2 000 Hz的试验样机.水池测试结果显示，仿真结果和实验结果基本相符.验证了有限元仿真结果的正确性，表明有限元方法是研究液腔振动和设计宽带Helmholtz换能器的可信手段.

关键词：

液腔； Janus-Helmholtz换能器；有限元优化设计；工作带宽；深水

收稿日期：

2013-05-20

中图分类号：

TB565.1

文献标识码：

文章编号：

1672-4291(2013)06-0021-06

基金项目：

国家自然科学基金资助项目（11304057）; 中央高校基本科研业务费专项资金项目(HEUCF130510).

Doi:

Design of low-frequency high-power Janus-Helmholtz underwater acoustic transducer

SANG Yong-jie， LAN Yu

(Science and Technology on Underwater Acoustic Laboratory,Harbin Engineering University,Harbin 150001,Heilongjiang,China)

Abstract:

The mechanism for broadband operation of Janus-Helmholtz transducer are described , the structure parameters of Janus-Helmholtz transducer are optimized using finite element software ANSYS and variation on operating bandwidth with the size of cavity wall are investigated . An experimental prototype of bandwidth of 500Hz-2000Hz is produced . Test results show that the simulation results agree with the experiment results. It shows that the finite element method is a trusted means on the study of cavity vibration and the design of broadband Helmholtz transducer.

KeyWords:

cavity; Janus-Helmholtz transducer; finite element optimization design; operating bandwidth; deepwater