声表面波波速快速求解策略

针对有效介电常数与边界条件系数行列式值这两种常用求解方法存在的求解速度、精度及通用性等问题,提出了采用混合法;利用材料对称性和介质的连续性,选用合适的动态搜索步长及区间等策略,实现准确快速求解波速．为声表面波问题的快速求解及三维空间的切型优化提供参考．     

谐振型声表面波无线温度传感器

从声表面波振荡器的温度敏感机理,阐述了所提出的一种谐振型声表面波无源无线温度传感系统的结构和工作原理,并测量了该传感系统的温度———频率特性.实验结果表明,以L iNbO3为基片的谐振型声表面波无源无线温度传感系统具有较高的温频线性度和较高的温度灵敏度.     

表面综合形貌的小波分离法

用小波分析将曲面表面误差分离为三项之和：形状误差、表面波度和表面粗糙度，同时得出三种误差的分布及其特性，克服了传统统计参数法的某些不足，有利于对表面的分项及总体特征进行综合评定     

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。     

SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波传输特性的有限元分析

基于COMSOL软件对SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波(surface acoustic wave,SAW)传输特性进行有限元(finite element method,FEM)分析.深入分析了多层结构中声波的色散特性,直观地展现了表面波向漏表面波的转化过程,研究了Al电极层厚度和SiO2缓冲层厚度对声表面波的影响.基于微加工工艺研制出一系列不同结构的声表面波谐振器,并对其频率响应特性进行了测试.测试结果与仿真结果基本一致,其中,1阶模式的声表面波表现出较好的应用潜力,可用于声表面波滤波器的研制.     

镜像阻抗连接声表面波滤波器建模与仿真

将镜像阻抗连接结构的输入输出对、镜像对和反射器对转化为十六端口网络元的形式,并用传递矩阵描述相应的网络元,把它们按网络元的排列顺序相乘便得到镜像阻抗连接结构的矩阵模型,利用边界条件将该模型降为二阶矩阵,以此求出声表面波滤波器的插值损耗。用SIMULINK对这一过程进行建模并得到了滤波器的动态仿真模型。然后代入基于氧化锌/金刚石/硅结构的瑞利波相速度和机电耦合系数的频散数据及其它相关参数,仿真得到了滤波器的插损频响。     

激光超声表面波检测薄板残余应力的数值模拟

应用ABAQUS有限元软件模拟了脉冲激光激发的超声表面波在半无限大弹性薄板内的传播.首先把激光激励等效为作用在薄板表面的高斯分布的脉冲载荷,模拟输入的超声信号,在边界处采用无限单元来消除边界反射波对接收信号的干扰,接收到的表面波信号具有典型的表面波特点.其次,通过修正弹性模量的方法得到薄板在单向应力状态下的应力场,采用时差法得到表面波在应力区的传播速度,所得的数值结果和理论解与实验结果拟合良好,为激光超声检测残余应力提供了一种有效的数值方法.     

矩形管道内驻波声流的数值模拟

基于边界层理论,建立边界速度数学模型研究矩形管道中Rayleigh声流现象.此数学模型采用3阶的谱元方法求解,驻波声场对流体流动的影响采用壁面处的声边界速度来表达,同时引入雷诺数来分析非线性项和黏性项的重要性.数值结果表明:在2维和3维情况下,声边界速度模型均与近似解相符.声边界速度模型和近似解的差异来源于对非线性项的处理.与近似解相比,声边界速度模型的优势在于能考虑流体流动的非线性效应且仅要求矩形管道的特征尺寸的2倍小于波长.在2维情况下,回流区的涡心位于管道高度的1/4;而在3维情况下,回流区的涡心则靠近壁面.在壁面附近,非线性项的影响不能忽略;而在上下2个涡心的中间位置,非线性项比黏性项更加重要.     

三层媒质二维谱域Green函数的路径追踪算法

为了搜索三层媒质二维谱域Green函数中的全部模式极点,提出了一种路径追踪算法.该算法首先利用数学变换,将三层媒质二维谱域Green函数的特征方程替换为复平面上的4个超越方程;然后,应用路径追踪法和Newton-Raphson迭代法求解各超越方程的根,得到谱域Green函数的全部模式极点,即表面波极点、漏波极点和反常极点.该算法克服了围线积分法中积分路径穿过分支割线进入不同Riemann面时容易造成失根的缺点,可应用于离散复镜像方法和最陡下降路径积分法中,以实现三层媒质二维空域Green函数近场和远场的精确、快速计算.最后,利用数值算例验证了该算法的正确性和有效性.     

一种新型基于两通道声表面波器件的全光纤调制器

研究了多通道声表面波与光纤中传播的光导波相互作用,推导出其相应的耦合模方程.研制了一种两通道声表面波全光纤声光调制器并进行了实验,理论分析与实验结果相符合.