论文通过ATILA有限元软件建立了钹式换能器的二维轴对称模型，研究了2kHz-180kHz钹式换能器的共振频率随空腔顶部直径、空腔底部直径与空腔顶部直径之比、压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差变化的规律，绘制出共振频率随各结构参数变化的曲线。结果表明，共振频率随着空腔顶部直径和空腔底部直径与空腔顶部直径之比的增大而减小，空腔顶部直径越大，共振频率变化范围越小，变化越不明显，共振频率随着压电陶瓷片直径与空腔底部直径之比的增大几乎呈线性变化关系，压电陶瓷片直径与空腔底部直径之差的变化对共振频率的影响不大，以上结论为设计不同共振频率的钹式换能器提供了理论依据。

为分析低频钹式换能器的发射电压响应、辐射声功率、发射效率等性能参数,通过ANSYS有限元软件建立了发射换能器的轴对称模型,设计了不同结构参数的共振频率为2kHz左右发射型钹式换能器,从结构阻尼入手,通过仿真分析计算,得到换能器的带宽、品质因数等,比较了不同结构参数的换能器的各项性能,绘制了不同结构参数的发射电压响应曲线,为分析设计钹式换能器提供了理论依据。

将金属与压电陶瓷物理复合的钹式换能器体积小、重量轻，适合于开发低频换能器。研究了低频换能器的设计问题，利用有限元方法分析了介质变化对钹式换能器导纳和频率特性的影响，并与Langevin压电换能器的性能进行了比较，给出了钹式换能器性能随压电陶瓷物理与结构以及金属帽结构参数的变化规律；给出了低频钹式换能器的产品设计实例。研究结果对于优化钹式换能器以及开发水下低频换能器技术有应用价值，也为后续的制作工艺与相关的水池实验研究提供了技术支持。