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电火花声源的声特性及其性能改进研究

作　者: 郑文博
导　师: 孙辉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 电火花声源电场强度指向性声强级声源谱密度级
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

流体中的两个电极间达到一定的电压差,会产生脉冲放电,在流体介质中产生巨大的冲击波并伴随强烈的光、热辐射,这种现象称为液电效应。液电效应的本质是能量的高速转换,即电能通过放电方式直接转化为机械能、光能和热能。液电效应在国民经济的许多领域有着广泛的应用,如液电成型、石油地震勘探、体外冲击波碎石、液电清砂和清垢等。电火花声源就是利用液电效应,当电极间高强电场击穿水介质时,产生电弧放电,伴随高强声脉冲辐射。电极间的电场强度达到水介质的击穿场强才能放电。本文用两个基本的静电场分析工具模拟电荷法和PDE Toolbox计算出不同形状电极的电场分布,并给出最大场强数值。研究了极间电压和极间距离变化时最大场强的变化规律。本文重点研究了电极形状、电极间距和放电压对电火花声源的声学特性的影响,这里的声学特性是指声源级、声源谱密度级,指向性等。为了改善电火花声源特性,设计制作了反声障板,改变了指向性和声源谱密度分布。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章绪论  9-16
  1.1 概要  9-10
  1.2 水中脉冲放电技术  10-12
  1.3 水下等离子体声源的应用研究进展  12-13
  1.4 水中脉冲放电的理论研究进展  13-15
    1.4.1 水中电弧放电的研究现状  13-14
    1.4.2 水中脉冲电晕放电理论研究现状  14
    1.4.3 水中脉冲放电预击穿过程的机理研究概述  14-15
  1.5 论文主要的研究内容  15-16
第2章高压静电场场强的数值分析  16-31
  2.1 模拟电荷法  16-23
    2.1.1 模拟电荷法的基本原理  16-19
    2.1.2 电荷的电位系数和场强系数  19-23
  2.2 在水介质中静电场场强计算结果可视化  23-30
    2.2.1 通过模拟电荷法计算静电场场强图  23-24
    2.2.2 通过PDE Toolbox计算静电场场强图  24-26
    2.2.3 两种计算方法的对比  26-30
  2.3 本章小结  30-31
第3章电火花声源的高压电源的选用与电极制作  31-36
  3.1 电火花声源装置的组成  31-35
    3.1.1 控制、保护部分  31
    3.1.2 升压整流  31-32
    3.1.3 高压储能电容器  32-33
    3.1.4 传输线  33
    3.1.5 放电开关  33-34
    3.1.6 水中放电电极  34-35
  3.2 本章小结  35-36
第4章电火花声源声特性的测量实验及结果分析  36-69
  4.1 实验概述  36-39
    4.1.1 实验测量系统  36
    4.1.2 采集器的设置  36
    4.1.3 待测水听器的校准  36-39
  4.2 电火花声源实验分析  39-68
    4.2.1 指向性实验  39-49
    4.2.2 声源谱密度级实验  49-57
    4.2.3 加反声障板对电火花声源的影响实验  57-68
  4.3 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

电火花声源的声特性及其性能改进研究

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