在线油液磨粒检测聚焦超声换能器声场特性分析

在线超声磨粒检测结果与超声换能器声场特性密切相关,在线油液超声磨粒传感器也是基于换能器声场特性设计的,运用数值模拟方法可以有效地分析超声波声场的特性。首先从理论方面分析了在线超声磨粒检测方法;然后利用时域有限差分法求解KZK方程对超声换能器声场进行仿真;最后搭建润滑油超声波声场分布测量实验系统实际测量超声波声场特性。仿真与实验结果表明:利用时域有限差分法求解KZK方程能够很好的模拟聚焦超声换能器在润滑油中的声场分布情况,聚焦超声换能器的焦斑区域呈椭圆形,长轴约为4 mm,短轴约为0.4 mm,仿真结果与实验结果具有较好的一致性。研究结果为下一步的超声磨粒传感器设计奠定了基础。     

时域有限差分法在一维光子晶体数值模拟方面的研究

介绍了时域有限差分法的基本原理,并对一维光子晶体薄膜中传播的电磁场作了模拟和分析。通过对光子晶体透射谱的研究,讨论了不同周期数和不同介电常数比对光子晶体带隙的影响,最后通过在周期介质层状结构中引入缺陷层构造了光子缺陷态。     

有限差分法在轧辊温度场计算中的应用

对轧辊和轧件的接触区及非接触区对流换热系数进行等效处理,采用有限差分法计算工作辊的温度场,并对冷却水对轧辊热凸度的影响进行分析.     

基于有限差分法的一维电主轴热态特性分析

针对ANSYS Mechanical APDL和Workbench在电主轴一维热态特性分析中存在的不适用性与复杂性,以传热学理论为基础,建立一维主轴热态特性模型;基于有限差分法在MATLAB中实现相关算法,输入相关参数后可以快速求解得电主轴的一维温度场分布,极大地简化了原本需要利用相关软件进行分析的步骤。经与Workbench结果比较,二者具有较高的一致性。所做工作对寻找电主轴轴向温度分布的“危险截面”有重要帮助,同时可为电主轴的结构设计和工程应用提供参考。     

曲轴刚度计算的有限差分法

介绍了用有限差分法来计算曲轴刚度的方法并有算例,方法简单、有效,易于实现程序化,适合工程界使用.     

基于有限差分法的动压气体止推轴承静态特性分析

利用有限差分法对刚性表面和柔性表面两种动压气体轴承的无量纲控制方程进行分析求解,得到了两种轴承在理想支承条件下的压力分布,并由压力分布计算了承载力和摩擦力矩;分析了结构参数对两种轴承静态特性参数的影响.理论分析结果表明:相对于刚性表面气体止推轴承,柔性表面气体止推轴承平台区域的压力分布更加平缓;当柔度较小时,柔性表面动压气体轴承的承载力与刚性表面相当;选取适当的结构参数,可得到理论上的最大承载力以及较小的摩擦力矩.     

用有限差分法计算直角切削时刀具切削温度

提出了一个切削刀具温度场的数学模型,建立了边界条件及节点能量平衡方程式,最后用有限差分法解出了一个实例的切削温度分布。     

FDTD方法在光子晶体光纤中的应用

光子晶体光纤是近年来研究的热点,提出时域有限差分法在光子晶体光纤理论分析中应用的具体方法。通过实例计算,得到了光子晶体光纤的有效折射率等传播参量。     

基于有限差分法的径向滑动轴承油膜压力分布计算

滑动轴承广泛应用于旋转机械中,其静动态参数对旋转机械的运转有很大影响。确定滑动轴承的静动态参数依赖于轴承的油膜压力分布,Reynolds方程是油膜压力计算的基础。对于具体轴承参数计算,传统方法是利用已知的给定偏心率和宽径比下的轴承静动态参数进行曲线拟合,通过反推实际轴承的偏心率和偏位角,然后进行压力分布计算。这种逆运算不太方便。基于有限差分法,采用MATLAB软件编程计算,利用实际轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动Reynolds方程得到油膜压力分布曲线,进一步利用改进方法设计计算实际轴承参数,取得较好的计算精度,使圆瓦轴承参数计算更为简便。     

超声相控阵探头声场特性仿真分析

与传统的超声波探头相比 ,超声相控阵探头可以实现电子控制下的声束平移、偏转与动态聚焦。本文针对无损检测中广泛被使用的超声线阵探头 ,建立其声场的数学模型 ,得出了超声线阵探头的方向图函数 ,在此基础上运用 Matlab软件对超声场进行了仿真计算 ,得出了相控阵超声探头声场在空间分布的特点。本文最后依据此模型 ,提出了改善超声相控阵探头声场的措施     

新型超声声场测量方法研究

针对目前超声声场的一些测量方法存在的问题,设计加工了一种结构简单、操作方便、精确度较高的新型三坐标超声声场测量系统。利用该测量系统对声场分布进行测量,并将测量结果与有限元仿真分析对比,二者的符合程度较好,验证了该新型测量方法的可行性。     

AlN超声换能器声场的仿真分析

超声换能器声场性能是换能器优劣的一个重要指标,对声场中的一系列理论进行了分析推导,分别对换能器声场进行频域和瞬态分析。频域分析中研究了声压、声压级随频率变化规律、油液区域中声场的分布、衰减的问题。瞬态分析中展示了声波在油液域的传播过程,对比了声信号在换能器两侧的传播,分析声波在各个反射界面的强度变化。结果与理论分析一致性较好,为后续利用设计制作换能器提供一定的依据。     

用FDTD法分析二维光子晶体带隙

阐述了光子晶体的概念,用时域有限差分法,通过数值计算,模拟分析了准一维光子晶体和二维光子晶体的禁带,讨论一种准一维和二维的混合光子晶体,并对其禁带进行研究。结果表明当一维光子晶体的周期性结构与二维光子晶体的周期性结构混合在一起能形成更宽的光子禁带。     

浅析哭与笑的声测试与声谱分析

哭与笑是人最基本的情绪信号,虽然反映的情绪迥然不同,但反应模式是非常相似的。文章采用Adobe Audition3.0软件(自带快速傅立叶变换,具有FFT频谱分析功能)。对其声谱在时域、频域方面进行分析,     

三维闭声场主动声学控制理论与应用

介绍了三维封闭声场主动声学控制的基本理论及应用。在封闭的三维声场内,通 过优化人为施加的次级声源强度可使其声势能达到极小,实际应用中可利用有限个 离散点的声压平方和来逼近其声势能。应用这一理论成功地在一封闭房间内进行了 控制实验。     

基于单全息面三维声强测量的声场分离技术

在测量全息面三维声强和均方声压的基础上，根据平面上二维切向有功声强与复声压相位间的关系来间接获取复声压的相位，结合测得的均方声压，得到全息复声压；根据全息面上微粒法向振速的叠加原理和波数域的Euler公式，推导出基于单全息面三维声强测量的声场分离公式，将全息面两侧声源各自在全息面上产生的声压分离开来。在全息面两侧均有声源的情况下，实现噪声源的识别与定位，克服了近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限性。数值仿真的结果证明了该技术的可行性和有效性。     

超声回波信号检测橡胶薄层的特性

利用超声回波检测法对橡胶薄层特性进行研究,并对频谱分析测量薄层介质特性的理论进行推导,建立有橡胶薄层和无橡胶薄层的回波信号频谱比值的恢复函数H( f )。结果表明,恢复函数H( f )包含着橡胶薄层材料与基体的特性信息,对其进行解析不但可以获得超声波在橡胶薄层中的传播速度,还可以得出薄层的密度及其弹性模量,而且与时频复合域分析方法计算的结果相一致,利用该方法可在不损坏薄层材料的使用性能前提下对其特性进行检测。     

电磁轴承中电磁场的有限元分析

在分析以往电磁轴承结构设计及计算方法的基础上 ,论述了电磁轴承电磁场的有限元分析方法 ,建立了电磁轴承的有限元模型 ,编制了电磁轴承电磁场有限元分析软件 ,实现了可视化 ,并给出了实例分析结果     

夹心式压电超声换能器声场分析

对谐振频率为28.4 kHz的夹心式压电超声换能器声场进行仿真分析,研究空化气泡对声场分布及噪声的影响。以COMSOL软件压力声学接口为基础,对换能器进行瞬态分析,观察有无空化气泡时空间内的声压分布情况,对比两种情况下截点位置的声压变化曲线及频域分布曲线。通过试验对仿真结果进行验证,确认空化气泡的存在增强了空间中的声场,使水中最大声压值由8×104 Pa增大至2.5×105 Pa,空气中最大声压值由80 Pa增大至140 Pa。水中的高声压区集中在空化区域内,空化区域后方的声压减弱。与此同时,空化气泡使空气中的低频噪声增加,截点位置的声压幅值由原来的2 Pa增大至4 Pa。