中文摘要：

提出一种新型纵径复合大功率变截面棒管式超声辐射器。该辐射器由纵振换能器、纵振哑铃型变幅棒和径向耦合振动变截面金属圆管三部分组成。项目研究的目的在于通过一个特殊的结构及振动模式转换，实现一种能够在径向、纵向同时产生大功率超声辐射的新型辐射器。研究内容包括1、基于耦合振动理论和机电类比原理，推导此类超声辐射器的纵径复合振动的机电等效电路及共振频率方程，从理论上探讨辐射器的性能参数与其几何结构尺寸及振动模态的依赖关系。2、利用数值方法对辐射器的振动性能、机电阻抗特性及辐射声场特性进行仿真，给出辐射器的纵向、径向振动位移分布、机电阻抗特性和辐射声场与其振动模式之间的依赖关系，由此提出辐射器的参数化优化设计方法并对辐射器的各组成部分的结构尺寸参数进行优化。3、利用阻抗分析仪及激光测振仪对辐射器的机电阻抗特性、振动位移等进行实验研究。为该类辐射器在工程应用中建立较完整的理论及实验模型和优化设计方法。