مطالعه عددی و تجربی مبدل فرکانس پایین کششی-خمشی کلاس IV

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1026-ISAV2024 (R2)
نویسندگان
دانشجو
چکیده
پرتونگاری آکوستیکی در زیر دریا یکی از چالش‌های بزرگ در دنیا می‌باشد. لذا از مبدل‌های الکتروآکوستیکی جهت ارسال و دریافت صوت در زیر آب استفاده می‌شود. در میان انواع مبدل‌های الکتروآکوستیکی، مبدل‌هایی که بتواند در فرکانس‌های پایین ( کمتر از 1 کیلو هرتز)، وزن کم (کمتر از 250 کیلوگرم)، توان بالا و قابلیت استفاده در اعماق زیاد باشد بسیار حائز اهمیت است. طراحی مبدل‌های الکتروآکوستیکی در‌این بازه فرکانس، موجب حجم و هزینه بسیار بالا و در بسیاری از موارد غیر قابل ساخت بودن آن خواهد بود لذا جهت برآوردن ‌این نیاز، از مبدل‌های الکتروآکوستیکی کششی- خمشی استفاده می‌شود. ‌این نوع مبدل‌ها دارای دسته بندی مختلف بوده که هر کدام از دسته‌بندی‌ها کاربرد ویژه دارد. در ‌این مقاله یک نمونه مبدل کششی-خمشی از نوع کلاس IV، در فرکانس پایین، مورد مطالعه عددی و تجربی قرار گرفته است. در ادامه از نرم‌افزار طراحی سالیدوورکس جهت طراحی و تحلیل فرکانسی مبدل و بررسی مودهای ارتعاش مبدل استفاده شده است. در نهایت از نرم‌افزار عددی کامسول جهت تحلیل پارمترهای آکوستیکی از جمله حساسیت فرستندگی و نمودار فرکانس-مقاومت استفاده شده است. جهت اعتبارسنجی تحلیل عددی انجام شده، یک نمونه مبدل ساخته شده و تمامی پارامترهای آکوستیکی و فرکانسی استخراج شده و مشاهده شد که مطابقت بسیار خوبی بین نتایج عددی و نمونه تجربی، برقرار است.
کلیدواژه ها
 
Title
numerical and experimental study of low frequency flextensional class IV acoustic transducer
Authors
mohammad karimi, seyyed mohammad reza shayegani, abbas kalate seyfari
Abstract
Acoustic radiography under the sea is one of the biggest challenges in the world. Therefore, electroacoustic transducers are used to send and receive sound underwater. Among the types of electroacoustic transducers, transducers that can be used at low frequencies (less than 1 kHz), light weight (less than 250 kg), high power and can be used at great depths are very important. The design of electroacoustic transducers in this frequency range will cause a very high volume and cost, and in many cases it will be unmanufacturable, therefore, in order to meet this need, tensile-bending electroacoustic transducers are used. These types of converters have different categories and each category has a special use. In this article, a sample of class IV tension-bending converter, at low frequency, has been studied numerically and experimentally. In the following, SolidWorks design software was used to design and analyze the frequency of the converter and check the vibration modes of the converter. Finally, Comsol numerical software has been used to analyze acoustic parameters, including transmission sensitivity and frequency-resistance diagram. In order to validate the numerical analysis, a converter sample was made and all the acoustic and frequency parameters were extracted and it was observed that there is a very good agreement between the numerical results and the experimental sample.
Keywords
flextensional transducer-numerical simulation-experimental study-solidworks