引入负声源,导出了凹球面状环形换能器声场的简洁表示式.通过数值计算,研究了凹球面状环形阵列的阵元几何尺寸、阵元分布和阵元数及激励信号等因素对声场特征的影响,分析了此类阵列的相控聚焦效果.

引入扫描带重叠系数的概念,建立了多探头阵列式、多探头旋转式和单探头旋转反射镜式检测头的不漏检条件;深入分析了小管道液浸超声检测时的聚焦超声场,建立了相应的数学模型;在此基础上,提出了检测头型式及聚焦探头参数的选择原则;建立了小管道液浸超声检测的室内测试系统.试验表明,在适当的采样率和系统增益的情况下,单探头反射镜式检测头可用于小管道的超声在役检测.

基于超声雾化理论和超声聚焦理论,提出了一种应用于精密磨削加工中的球面聚焦超声汽雾冷却系统,在使用超声雾化作为冷却方式的同时,利用聚焦超声将汽雾汇聚到指定的换热位置,以提高汽雾的利用率。利用Fluent软件数值模拟和平面热源条件下稳态换热试验分析了聚焦汽雾和聚焦超声对聚焦超声汽雾冷却系统换热特性的影响。结果表明,当试件位于汽雾焦区时,聚焦汽雾的换热性能最佳,试件表面温度最低;同时,聚焦超声有助于强化中心区汽雾换热,进一步提高聚焦超声汽雾冷却系统的换热能力。

气雾培是当下解决植物根系水气矛盾的一种优化栽培模式，为了克服已有的雾化栽培中高频超声雾化器存在雾化量小、雾滴分布不均、雾化可靠性差等缺点，研究了一种新型的聚焦球壳超声雾化栽培喷头，通过理论分析、公式推导设计了聚焦球壳超声雾培喷头的主要结构尺寸，利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对雾培喷头的结构参数进行模态分析和验证，研究其在不同的工作频率下对雾培效果的影响。试验表明该雾化器的雾化效果比较好，基本满足雾化栽培的需要，并且发现超声频率对雾化喷头的雾化效果产生一定影响。