径向极化压电圆管超声换能器的数值模拟

作     者：陈骥 姚俊 曹久大 赵晓明 郭伟 CHEN Ji;YAO Jun;CAO Jiuda;ZHAO Xiaoming;GUO Wei

作者机构：重庆大学生物工程学院重庆400044 国防科技工业5011二级计量站重庆400050 

基　　金：国防科技工业"十二五"计量科研项目(JSJC2013209B026) 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2016年第24卷第3期

页      码：510-520页

摘      要：应用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics对径向极化压电圆管超声换能器进行了有限元数值模拟.首先,对压电圆管的前三阶振动模态以及一阶谐振频率与圆管尺寸、激励电压的变化关系进行了模拟分析.然后,对径向极化压电圆管在无介质和介质分别为空气、水时的导纳曲线进行了模拟分析,并且模拟了压电圆管在空气和水中的超声场分布.仿真结果表明,压电圆管的一阶谐振频率与圆管尺寸存在特定的变化关系,与激励电压的大小无关;压电圆管在空气和水中的导纳曲线由于空气和水的特性阻抗不同而不同,空气对压电圆管的影响几乎可以忽略,而水对压电圆管的影响较大.最后,利用精密阻抗分析仪对所制作的径向极化压电圆管超声换能器的导纳曲线进行了测试,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,实验测试结果和数值模拟结果基本吻合,验证了数值模拟的可靠性,可为径向极化压电圆管超声换能器的设计提供指导.

主 题 词：径向极化 压电超声换能器 导纳 谐振频率 超声场 

学科分类：0810[工学-土木类] 07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0812[工学-测绘类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16058/j.issn.1005-0930.2016.03.008

馆 藏 号：203171842...