Введение к работе
Актуальность темь;. В развития подходов к изучению вопросов приема и излучения звука антенными- решетками ыокно условно выделить три этапа, .-связанных о усложнением математических моделей "в обеспечение приближения к реальным ситуациям работы антенн.
Первый этап состоял в выборе в качестве модели реального пре-. образователя рекетки' - точв"ного приемника (излучателя). Пространственные характеристики решеток для такси . модели глубоко и всесторонне исследованы. Основным недостатком -в этом случае является ограниченность использования модели в части реального учета соотиокення волновых размеров элемента и рабочей, частоты, при этом обязательным является задание колебательных скоростей элементов решетки, что, в силу их точечности,исключает учет и влияние форм и размеров преобразователей на'формируемые поля,' внося тем самым ошибку в получаемые результаты.
. Развитие модельных представлений на 'втором этапе привело к вы бору элемента генетта - как тела определенной формы и размера. Это дало возможность учета взаимосвязи элементов решетки по акустическому полю.' 'Обязательным, по-прежнему, оставалось использование сведений о распределении по поверхностям элементов решетки априори ваданных величин и зависимостей колебательных скоростей.
Обили для указанных этапов является искусственное разбиение задач приема и излучений звука йа, задачи формирования поля в пространстве и задачи преобразования одного вида энергии з другой . с .последующим обобие; кем получении* щюстранственко-зкергет^'і$сі'.йк характеристик для едігаой^лейгро-ііехаїшческоЯ-иолебателбяой системы. Суаественным недостатком угазакных подходов является «
Исследование поведения элементов и решеток виехш, с уч-том особенностей взаимодействия акустических, механических и электрических полей представляют собой третий этап в 'развитии модельных представлений аіітениак'реіаетоїс'и составляют-нові Л класс зала'-: -задач "сквозного"'типа, суть которых' состоит в том, что напр-лми/й на выходе'генератори стазктоя в соответствие давление б :,\';іс-л\-
ческой поле (ролям излучения) или >аз давлению в по«.з падающей волны - напряжение на нагрузках преобразователей решетки (реяим приема): Анализ литературы показывает, что основой для развития этого"" этапа поолуяили результаты исследований, отраженные в работах А. Ф. Улитко.В Т. Грянченко». .Е Гуая.В. Д. Кубенко',И..Т..Селезава,И. В. Вов ка, А. Г. Лэйко, Е А. Щулвгіг»ІЬ В. Сенчент № др..
При решении таких задан возиякает возможность- учета слоянок» характера взаиюсязи элементов решеткк па указанным полям' в соео/-купности с особенностям» злектродароваяия и электрического нагру-жения преобразователей,, и выработки, на этбя основе рекомендаций, по рациональному проектировании ан-еиных решеток.
Цель работы. Целью, работы является исследование основных характеристик акустических* механических и электрических полей,. участвующих в, вроцгссах: преобразования энергии и' формирования ее в , пространстве- с учетом мвотосвазиостю'^для режимов приема и излучения звуковых, воли пишсшши антенными решетками,, . состоящим» из конечного числа пъезокерамических цилиндрических преобразователей при различных видах электродирования и различных, величинах электрические нагрузок пребразователей решетки.
Аучнаа новизна. На. осюве. использования дифференциальных: уравнешгй колебаний- тонких электроупрутих оболочек и волнового уравнения для идеально» ыалосжимаемой «идкости, методом разделения переменных решены "сквозные" задачи о приеме и излучении звуковых вол» плоскими антенными решетками, состоящими из круговых цилиндрических преобразователей.
Для режима излучения исследованы закономерности формирования механических и акуогичееких волей антенньк решеток, состоящих из преобразователей с полностьо электродированными поверхностями.
,1ля, режима приема исследованы закономерности формирования механических, акустических и электрических полей антенных ре'иеток.со стоящих из преобразователей с различными видами электродирования.
На основании сопоставления з.сспериментальных и теоретических-результатов подтверждена возможность использования выбранной ыате-каэинеской модели при описании процессов приема и излучения звуко-вт веля рассмотренными антенными решетками.
Ка защиту выносятся ; , '
"„.Iі. Анелитичаскиз выражения, полученные при решении задач .о' * приеме и излучении звуковых волн плоскими антенными решетками,
образованными из конечного -числа пьевокерамических, цилиндрических преобразователей с различными видаки зшекгродирования, загруженных на реальные электрические нагрузки.
-
Результаты численных исследований и установленные при этом количественное свази меэду характеристиками акустических, механических и электрических лолей и параметрами реиеток и преобразователей э режимах приема і излучений звука
-
Рекомендации по практическому испбльзованию полученных результатов при проектированию приемо-излучаюших антенных решеток.
Достоверность полученных результатов подтверждается :
1) использованием классических моделей и строгих математи
ческих постановок;
-
использованием условий сопряжения вместо граничных условий : на поверхностях оболочек сиситемы;
-
контролем сходимости вычислительного процесса в части схо-. димости рядов, по которым разлагаются рассматриваемые поли, и сходимостью метода, используемого для решения систем бесконечных линейных алгебраических уравнений;
4) экспериментальным подтверждением полученных результатов.
Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты позволяют Солее полно учесть реальные электрофизические и конструктивные особенности построения приемных и 'тзлучающих антенн при выполнении проектных работ.
Исследования ттроведены в соответствии с планами научно-иссле
довательских и опытно-конструкторских работ, выполняемых в НПО
"Славутич". Ряд результатов внедрен в виде расчетных методик и
технических решений. ' . ' ,
. . - Аппробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались иа.: .
- X Всесоюзной конференции по информационной акустике КНАК-10
(Шскза,1990 г.);
-XI Всесоюзной акустической конференции (Москва, 1931 г.);
- III Всесоюзном семинаде "МАПР-3" (Минск, 1991 г.)
Диссертационная работа-'з целом обсуждалась на ;
- республиканском семинаре "Акустика, механика чэдкостк, Ччаа
и ллазмы" в институте гидромеханики АК Украины ( руководитель -
чл.-корр. АН Украины, проі. Гринченго ЕТ., Кие*,1993 г.};
-семинар» отдела-теории колебаний в Институте механики АН Ук-
раины (руководитель - чх-корр. АН Украшы.' проф. Кубенко а Д. .Киев , 1Q93).
Структура диссертации. Диссертадаоккая работа состоит ия введения, пяти глав, заключения и списка литературы, изложенных .ка 121 страницак машинописного текста, 67 страниц графического материала, библиография включает 115 источников.
Похожие диссертации на Прием и излучение звуковых волн плоскими антенными решетками пьезокерамических цилиндрических преобразователей
