小型振动压电发电机气流致声激振技术研究

《小型振动压电发电机气流致声激振技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级注ＵＤＣＪ＾东令恣又乂夸ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ博壬学位论文小型振动压电发电机气流致声激振技术研究（题名和副题名）邹华杰（作者姓名）指导教师姓名陈荷娟教授学位类别工学博去学科名称机械工程研巧方向机电一体化技术论为駭郎怖２０１５．０６；《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号注１注明。樽±学位论文小型振动库电发电机气流致声激振技术研究作者：邹华杰指导教师：陳荷娟教授南京理工大学２０１５年０６月Ｐｈ．

2、Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＥｘｃｉｔｉｎｖｉｂｒａ村ｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｆｒｏｍｇｇｙａ－ｉｒｆｌｏｗｉｎｄｕｃｅｄｓｏｕｎｄｏｎａｓｍａｌｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒａｔｏｒｐｇＢｙＺｏｕＨｕｅｉｅｊＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｙｒｏ．ｐＰｆＣｈｅｎＨｅｕａｎｊＮａｎｉｎＵｎｉｖｃＫｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ皮ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＪｕｎｅ２０１５，声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研巧成果，在本，尽我所知学位论文中，除了加Ｗ标注和致谢的部分外，不包含其他人己经发表或公布过

3、的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。ｉｒ年月研究生签名：鄭舞乂Ｗ／日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可Ｗ借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文。，按保密的有关规定和程序处理研巧生签名拿义則少年月／日；郑博±学位论文小型振动压电发电机气流致声激振技术研究摘要引信技术随葡科学技术的飞速发展获得了很大的进步，

4、引倍从传统的机械化朝若灵巧化、智能化的方向发展。现代引信对电源的耍求愈来愈高，实时快速供电、安金性向、长储悄好的引信化源，需求量更大。随着引信小型化的发展趋势，功能和内部机构或装，留给电源的空间有限，因此，引信电源小体积高能量输出的矛盾愈加突出置不断增多。本论文引信物理电源为研充对象，采用数值仿真和实验结合的研究方法，开展小型振动压电发电机气流致声激励机理、声振动响应特性和发电性能的研究。首先，在课题预先研究的基础上，，通过计算流体分析确定了短的等截面环隙进气道具有进气口流悉转披快、流场趋于均匀快、整流作用明显、气流速度均匀对称恢复能力－强等特点，。提

5、出了气流致声、声激振的激振方法并设计了等截面环隙喷口共振腔气－－流致声激振机构，建立了基于ＮＳ方程和ＳＳＴｋｃｏ瑞流模型的气流致声激振仿真模型。将仿真得到的腔底压力与实验测得的声压曲线进行比较，验证仿真模型的合理性。同时，，结果表明，腔底压为呈周期稳定变化能形成持续稳定的振源，证明了该气济Ｌ致声激励机构的可行性。－其次，应闲所述化的仿真模型，对等截面环隙口共振腔激振机构的流场进行了数值模拟，。通过观察其激振过程中的速度和圧力流场分布研究稳化射流、尖劈和共振腔王者之间的相互稱合作用下的气流致声激振机理。速度变化云图显示在共振腔尖劈附近存在旋祸脱落现象，压

6、力变化云图显示共振腔内气体压缩、膨胀过程，共振腔内的轴向速度与声压曲线关系表明共振腔内有驻波形成。同时，发现了所产生的声音频率被共振腔的声模态频率所停获的现象一，且在高速入流作用下共振频率会跳跃到高阶模态。这证了旋祸脱落产生边棱音的机制－结论，等截面环隙口共振腔激振机构具有频率俘，验获和放大的功能。一。通过实验进，再次，进行了气流致声激振机构结构参数影响分析步研究发现共振腔长度，高速气流下，、间距、环隙对激振力幅值和频率存在不同的影响。结果表明较短共振腔能获得幅值较大的高频稳定振动信号，；间距与环隙存在最佳阔值否则会使，结合结构参，故设计时要严格控

7、制间距和环隙激振力幅值很小甚至无振动信号。另外数对激振为频率的影响，给出了适用于短共振腔声模态频率计算的经验公式；理论计算和实验结果表明，计算值接近实验值。然后，设计了气流致声压振动压电发电机实验样机的压电换能装置。建立了拾振原一质量一阻尼等效模型理的弹黃，推导了压电换能装置的最大机械能输出功率表达式；分析了压电振子的工作方式，确定了压电振子的激励方式、振动模式、固定方式Ｗ及其最佳工作振型对压电振子的受迫振动进行了理论分析，建立了压电振