基于COMSOL的声表面波声场调控仿真

声表面波(SAW)如今被广泛应用于微流控技术,为了满足多尺度、多功能的微流控需要,在压电基底材料不变的情况下,利用COMSOL有限元软件仿真探究了声学微结构对SAW芯片的声场调控特性,实现了SAW芯片表面声场强度的增益及声场区域的调控.     

高频声表面波传感器的仿真

根据声表面波传感器的特点,提出应用耦合矩阵模型仿真高频声表面波传感器的初值条件、边界条件,进行了高频反射栅延迟线型和谐振型声表面波传感器的频率响应仿真.仿真SAWS的频率响应与实际测试的频率响应的包络相吻合.实验结果表明,本文提出的声表面波传感器仿真初值条件和边界条件是正确的.     

基于PSPICE的声表面波器件仿真研究

采用电路网络理论得到与SAW器件具有相同幅频特性的等效电路模型,且应用PSPICE进行仿真,仿真结果与理论分析基本一致,验证了SAW器件等效电路模型的正确性.     

ZnO/IDT/SiO2结构声表面波传感器仿真和分析

针对现有声表面波理论模型难以分析多层结构声表面波传感器器件的缺点,利用周期性介质的矩阵本征算子模型,成功对ZnO/IDT/SiO2多层结构中IDT电极的机械特性对装置性能的影响进行了建模。基于此模型,仿真和分析了此结构装置的波传播速度、机械耦合系数等参数与波导层厚度以及电极厚度的关系。并将仿真结果得到的装置传输频率响应与试验结果进行比较,二者基本一致。     

基于COM模型的声表面波滤波器仿真和设计

介绍了基于耦合模(COM)模型的声表面波(SAW)器件的仿真方法,并将这种仿真方法分别运用于模拟简单和复杂SAW器件.在此基础上,进行了SAW滤波器的设计研究:首先设计了一个中心频率与梯形滤波器相同或相近的纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS),然后将梯形滤波器与DMS滤波器进行多种方式的级联,并对级联后的器件进行模拟分析,最后通过比较得到性能较好的高带外抑制RF滤波器.     

激光探针测量层状结构的声表面波速度

本文改进了激光探针测速系统中的测角方法,提高了测量精度.通过实测值与理论计算值比较,分析了ZnO膜/玻璃层状结构中膜层质量对速度的影响.     

氮化铝声表面波器件表面微液滴的声表面波操控研究

声学操控是实现芯片级微流体操控的重要方法之一,如何实现在新型压电器件表面用声表面波有效驱动操控微升量级流体是该方法中一个非常关键的问题。通过在氮化铝薄膜声表面波器件表面滴放不同体积微液滴,在微尺度下利用高速摄相机和红外热像仪研究分析了声表面波操控雷诺数较小的液滴流体力学特征和声波热效应。结果显示在较低加载功率条件下观察到声波激发液滴内粒子流场轨迹呈现出典型稳定的双涡旋蝶形结构; 而加载功率继续增大时,液滴定向输运过程中输运速率随加载功率增加而增大,进一步在较高功率下液滴出现了喷射现象,进而从理论上讨论了上述特征中的耦合操控机理。同时,观察到微液滴操控过程中的声波加热效应,液滴温度变化量随加载功率呈正比线性增大趋势,但在较高功率时出现偏离。对比分析了器件表面特定位置滴放微液滴前后器件表面温度和液滴温度变化量分别随加载功率线性增大的特点,提出液滴内热量的来源以液滴内的声波因克服流体粘滞阻力做功产生的贡献占主导。     

声表面波声子晶体中的能带结构及带隙类型

声表面波声子晶体对于实现声表面波的精确操控有着非常重要的应用价值.针对两大类最为主要的声表面波声子晶体的结构类型,即:\"凹陷\"孔洞阵列型和\"凸起\"柱体阵列型,采用三维有限元方法,数值计算并获得了基于压电铌酸锂基底的声表面波声子晶体的能带结构,同时验证了声子晶体中所具有的声表面波带隙,并进一步分析了这两大类声表面波声子晶体中的各种本征模式所呈现的特征.结果表明,在这两大类声表面波声子晶体中,均可以存在由于带边布拉格散射导致的声表面波的部分(方向)带隙甚至全(方向)带隙;在\"凸起\"型声表面波声子晶体中,更是存在由于\"凸起\"结构中的局域共振而导致的局域共振带隙.局域共振带隙的频率可以远小于布拉格带隙所具有的频率,同时,其频率范围仅由局域共振体本身的几何形貌及声学参数决定,而与声子晶体整体的晶格常数或对称性无关.     

声表面波滤波器的测量

本文主要介绍电视接收机用的滤波器电性能的几种测量方法。     

非周期结构声表面波滤波器的COM参量提取

修正了无限周期栅格阵下表面声波模式传播的周期格林函数理论 ,引入了全新的在整体周期性结构中考虑畸变指条性质的方法 ,精确提取了非周期结构声表面波滤波器的COM参量     

2005黄海声起伏实验中声场结构的特征分析

2005年9月的黄海声起伏实验中记录了脉冲声传播的实验数据。对数据的初步处理和分析发现接收到的声场数据存在明显的“拖尾”,为进一步分析此“拖尾”产生的原因,根据傅立叶合成法建立了脉冲声传播的宽带计算模型,根据实验中记录的海洋环境数据进行了脉冲声传播的模拟计算。对脉冲声传播的实验数据和模拟计算结果进行了对比,发现“拖尾”主要为耦合的简正波,“拖尾”的相对时间位置与发生声场简正波耦合的相对空间（距离）位置是对应一致的。据此给出了一种利用脉冲声传播的实验数据反演声波导发生较大变化位置或进行水中目标探测的初步方法。     

对柱状声源声辐射逆问题的探讨

对细长柱状声源的声辐射逆向问题进行了探讨。其主要思想是：把柱状声源所产生的声场中的声压表示为一组独立函数的线性组合,这样根据声场中声压分布就可以求解细长柱状声源的声辐射逆问题。文中运用无限长脉动圆柱算例进行了验算。结果证明,本文进行的探讨是可行的。     

电畴结构对表面波的影响

本文通过理论计算分析了180°铁电畴结构对表面波的作用.计算证明,6mm晶体或极化的钛酸钡陶瓷等的180°铁电畴层界面存在铁电畴层表面波.计算并得出了不同条件下所在界面的表面波的色散关系.最后还讨论了这些表面波存在的条件.     

声振响应仿真中声场的一种等效处理方法

对采用有限元法进行声振响应预示时复现混响声场声压的互功率谱进行了探讨,提出了一种等效处理方法,可有效减少需计算的互谱数量. 以某型号仪器舱为研究对象,利用该方法对其声振响应进行预示,同时对不考虑互谱的声场作用下的仪器舱振动响应进行预示,并与试验进行对比. 结果表明,利用等效处理方法预示的结果与试验数据一致,验证了该方法的有效性,适于工程应用.     

柱状散热结构对流换热过程仿真优化研究

文章研究了一种柱状结构散热器,与传统平板直肋片散热器相比,增大了换热面积,提高了散热效率．运用CFD软件ICEPAK对散热器的柱排列方式及截面形状进行了数值模拟,通过对散热器表面的流场、温度场和压力场的分析,获得满足要求的散热器最优结构．结果表明：菱形错排具有最优的散热效果,确定了柱截面面积存在着最优值．     

柱状双层准弹性介质中声辐射场的理论分析——声法测井理论研究(Ⅰ)

本文是直接针对声法石油测井的需要提出的,假定体系为准弹性均质固体中的流体柱,测井声系用局部表面振动的中心圆柱模拟。采用二维快速Fourier变换(FFT)算法,对不同频率的声源在各种岩性下的声场进行了计算,得到了一系列记录点的声压波形曲线。这些曲线清楚地表明有四种波群存在,计算了它们的速度,误差低于4％;同时也给出了衰减特性曲线。 计算结果表明,物理模型是可取的,计算方法与程序可靠,为开展全信息测井研究提供了理论依据和有效手段。     

延迟线型无源声表面波压力传感器结构的研究

提出了一种新型无源声表面波压力传感器结构,在传统反射式延迟线型无源声表面波压力传感器的结构的基础上,加入了多条耦合器,使传统单声路结构变为双声路结构,利用二端口网络进行了分析,结果证明提高了回波的信噪比。在无线测量系统中,对回波信号的测量利用了正交相干检波的方式,用相位的检测代替了时延的检测,提高了测量精度。     

对柱状声源声辐射逆问题的探讨

对细长柱状声源的声辐射逆问题进行了探讨 其主要思想是 :把柱状声源所产生的声场中的声压表示为一组独立函数的线性组合 ,这样根据声场中声压分布就可以求解细长柱状声源的声辐射逆问题 文中运用无限长脉动圆柱算例进行了验算 结果证明 ,本文进行的探讨是可行的     

金刚石声表面波器件的研制

对ZnO／IDT／金石多层结构高频声表面波滤波器进行模拟设计、样件制备和测量．利用热丝化学气相沉积方法，在抛光Si基底沉积致密、光滑的CVD金刚石膜；采用磁控溅射法在金刚石薄膜上制备C轴取向的氧化钎压电薄膜．研制的ZnO／IDT／金刚石／硅结构SAW滤波器，又指换能器（IDT）指宽1．7μm，SAW滤波器频率达到1．4GHz．