阶梯圆盘节圆偏离对辐射声场指向性的影响

在实际应用中,阶梯圆盘节圆位置与预先设计的阶梯位置不可能实现真正意义上的重合,节圆会偏离阶梯位置。以带有一个中心上凸的阶梯圆盘为例,将阶梯圆盘按节圆及阶梯位置分成三个部分,提出了解析计算这三部分位移分布的方法,经有限元计算证实了这种方法的有效性。在此基础上,利用声场迭加的原理导出了辐射声压,并计算分析了节圆偏离对指向性的影响。结果表明:节圆偏离阶梯位置会导致阶梯圆盘的指向性主瓣的半开角变大,节圆比阶梯位置偏大到一定值时指向性主瓣分叉,这使得阶梯圆盘的辐射声场能量相对分散。

激励频率对阶梯圆盘声场指向性的影响

利用有限元方法,计算了不同激励频率下一阶弯曲振动阶梯圆盘的节圆半径.以节圆比阶梯凸台边缘小为例,将阶梯圆盘按节圆及阶梯位置内(外)分成三部分,提出了解析计算这三部分位移分布的方法,经有限元计算证实了这种方法的有效性.在此基础上,利用声场叠加原理推导出节圆偏离阶梯位置时的辐射声压,计算并分析了激励频率对阶梯圆盘指向性的影响.结果表明,激励频率与阶梯圆盘的设计频率不一致时,会导致声场指向性主瓣的半开角变大,指向性不如原来尖锐,进一步增大激励频率,将导致指向性主瓣分叉,这会使得阶梯圆盘的辐射声场能量相对分散.