用于声聚束的复合抛物面的设计方法

摘要

本发明公开了一种用于声聚束的复合抛物面的设计方法，其包括以下步骤：步骤一、反射曲面的参数设计；步骤二、声源布放位置设定，将声源布放于AC处，即构成的复合抛物面的底部，声源的布放位置是一个半径为的圆面；步骤三、反射曲面的辐射声场计算，利用有限元和边界元的方法计算复合抛物面的辐射声场；步骤四、根据辐射声场的计算原理进行仿真研究，并根据仿真结果进行参数修正，完成优化设计。本发明对声音进行聚束，在一定范围内提高声源级，并使得声强在该区域内均匀分布，同时，避免了组阵而导致声源体积过于庞大，不便于使用的缺陷。

主权项

1.一种用于声聚束的复合抛物面的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤一、反射曲面的参数设计，d₁为出射口口径，d₂为置放声源的口径，点A为抛物面BC的焦点，点C为抛物面AD的焦点，h为复合抛物面的高度，θ_max为一次反射的最大出射角；反射曲面参数存在下列关系如下式：复合抛物面的焦距为如下式：P=d₂(1+sinθ_max)；复合抛物面的高度为如下式：在平面坐标系中，复合抛物面在平面上投影对应的曲线方程为如下式：${((x_0+\frac{d_2}{2}){\cos \theta }_{\max }+y_0{\sin \theta }_{\max })}^2=2P(y_0{\cos \theta }_{\max }-(x_0+\frac{d_2}{2}){\sin \theta }_{\max })$步骤二、声源布放位置设定，将声源布放于AC处，即构成的复合抛物面的底部，声源的布放位置是一个半径为的圆面；步骤三、反射曲面的辐射声场计算，利用有限元和边界元的方法计算复合抛物面的辐射声场如下式：$\Phi ={\Phi }_z+\frac{A}{4\pi }\underset{s}{\int \int }\frac{1}{r_1}{e}^{{\mathrm{ikr}}_1}\frac{\partial }{{\partial r}_2}\left(\frac{e^{{\mathrm{ikr}}_2}}{r_2}\right)\frac{{\partial r}_2}{\partial n}+\frac{1}{r_2}{e}^{{\mathrm{ikr}}_2}\frac{\partial }{{\partial r}_1}\left(\frac{e^{{\mathrm{ikr}}_1}}{r_1}\right)\frac{{\partial r}_1}{\partial n}\mathrm{ds};$步骤四、根据辐射声场的计算原理进行仿真研究，并根据仿真结果进行参数修正，完成优化设计。