Излучение звука пьезокерамической круглой биморфной пластиной

Abstract

В рамках теории тонких биморфных пьезопластин с помощью метода частичных областей решена задача об излучении звука погруженным в жидкость биморфным пьезокерамическим диском, возбуждаемым гармоническом сигналом от источника переменного электрического напряжения. Рассмотрены случаи, когда биморфный диск помещен в бесконечный экран (акустически мягкий или жесткий), а его контур свободен или закреплен шарнирно. Проведен численный анализ излучаемой мощности и диаграммы направленности рассматриваемой акустической системы. В результате исследования установлено, что, вопреки распространенному мнению, свободный диск в мягком экране является эффективным излучателем звука.

У рамках теорії тонких біморфних п'єзопластин за допомогою методу часткових областей розв'язано задачу про випромінювання звуку зануреним у рідину біморфним п'єзокерамічним диском, який збуджується гармонічним сигналом від джерела змінної електричної напруги. Розглянуті випадки, коли біморфний диск розташований у нескінченному екрані (акустично м'якому чи жорсткому), а його контур є вільним або шарнірно закріпленим. Проведено чисельний аналіз випромінюваної потужності та діаграми напрямленості акустичної системи, що розглядається. У результаті дослідження встановлено, що, всупереч поширеній думці, вільний диск у м'якому екрані є ефективним випромінювачем звуку.

Within the scope of the theory of thin bimorph piezoplates using the method of partial domains the problem of sound radiation by a bimorph piezoceramic disk submerged in fluid and being excited by a harmonic signal from the alternate elecrtic voltage source is solved. The cases are considered, when the bimorph disk is placed inside an infinite baffle (acoustically soft or hard). The disk's contour is implied to be free or hinged. The numerical analysis of radiated power and the directivity pattern for the acoustical system under consideration is conducted. As the result, it is shown that, contrary to a wide-spread opinion, the free disk in the soft baffle is an efficient sound source.