新型MEMS压电矢量水听器

对一种具有U形槽或双U形槽结构的MEMS压电式矢量水听器进行了仿真分析与优化,采用微机械加工技术研制出水听器芯片,并对芯片进行了封装与性能测试。提出了理论灵敏度和能量综合分析的方法,在考虑杂散电容的情况下,对敏感结构进行了更加精确的优化。从实验结果可以看出,所提出的优化方法比仅考虑理论灵敏度的传统优化方法具有更高的准确度。此外,具有双U形槽结构的矢量水听器的灵敏度比传统的单臂悬臂梁结构的灵敏度高约5.9 dB,并且具有良好的指向性。     

圆形振动膜ZnO压电微传声器的研制

本文介绍了一种新型圆形振动膜ZnO压电微传声器的制备，并对传声器制备的工艺过程进行了较为详细的描述。圆形振动膜的压电传卢器与以前方形振动膜结构设计相比，较大幅度提高了传声器的灵敏度和成品率，灵敏度达到-70dB（相对于1V／Pa），成品率达到80％。     

Pt/Ti Electrodes of PZT Thin Films Patterning by Novel Lift-Off Using ZnO as a Sacrificial Layer

We achieve a successful novel lift-off of patterning Pt/Ti electrodes on SiO2/Si substrates by employing ZnO sacrificial layer deposition and patterning, successive uniform Pt/Ti deposition and final lift-off. Then we deposit PZT thin films on the electrodes. Compared with the conventional lift-off processes for the electrodes, this novel process does not need post-annealing, which must be performed after conventional lift-off process. It is demonstrated that the electrodes patterned by the novel lift-off process have stronger adhesion. The electrodes and the PZT films on the electrodes are more compact and smoother than those by the conventional lift-off process.     

高超声速可压缩流中粗糙壁热流研究

用计算流体力学（CFD）数值模拟和理论方法对高超声速可压缩湍流中粗糙壁面热增量进行研究. 着重考虑粗糙单元密度和粗糙单元形状对粗糙表面热流的影响. 结果表明： ①粗糙单元密度变化时, CFD数值方法计算所得的粗糙单元等效热流随着粗糙单元密度的降低而增加, 理论方法预测结果的规律随方法不同而不同;②在相同粗糙单元密度和高度时,如果粗糙单元形状改变,CFD计算结果也随之发生改变. 理论预测方法所得结果不发生变化.     

超声速流动中非线性EASM湍流模式应用研究

针对超声速复杂流动区域精确模拟的需要,发展了基于k-ω可压缩修正形式的非线性显式代数雷诺应力模式（EASM）,提高了该模式对超声速复杂流动的数值模拟精度。通过对二维超声速凹槽和三维双椭球的数值计算表明,与SA和SST常规线性涡黏性湍流模式比较,非线性的EASM模式对大分离以及剪切层流动结构的刻画能力更精细,对剪切层再附区的压力及摩擦系数分布模拟更加精确;EASM模式能够准确地模拟二次激波引起的压强和热流分布情况。     

Detection and Location of a Target in Layered Media by Snapshot Time Reversal and Reverse Time Migration Mixed Method

A target in layered medium can be located by the ridge-like distribution time reversal and reverse time migration(TR-RTM) mixed method. However, this method cannot distinguish between acoustic field distributions of the interface and target for the wider acoustic pulse signals, which may result in inaccurate location of the target. A snapshot TR-RTM mixed method is proposed to solve this problem. The principle of snapshot TR-RTM mixed method is first given. Experiments are then carried out, and a mountain-like acoustic field distribution is obtained by processing experimental data. The results show that the location of the peak is that of the target, and the ratio of the scattered signal and interface reflection signal(signal-to-interference ratio) is improved by about four times after processing. Furthermore, this method can effectively suppress the interface reflection signal and enhance the target scattering signal. Therefore, it can achieve effective detection and location of a target in a layered medium.     

MEMS压电水听器和矢量水听器研究进展*

基于微电子机械系统制造技术的MEMS压电水听器和矢量水听器具有小型化、低功耗、低成本、易成阵、无源、噪音低等优点。对基于ZnO薄膜的MEMS水听器和矢量水听器进行了研究,测试结果表明,硅微压电水听器的灵敏度为-192 d B(ref.1 V/μPa),基本达到实用化的要求。MEMS压电矢量水听器等效声压灵敏度为-229.5 d B(ref.1 V/μPa),比同类型压阻式MEMS矢量水听器的灵敏度高17 d B,但还未达到实用化要求。为了进一步提高MEMS矢量水听器的灵敏度,设计了具有U形槽的压电复合悬臂梁结构和电极串联结构,采用具有更高压电系数的掺钒ZnO薄膜作为压电层,并对MEMS制备工艺进行了改进,有望显著提高MEMS矢量水听器的灵敏度。     

q变形对相干态及其反聚束效应

利用q变形玻色产生算符和湮没算符及其逆算符的性质，引入了q变形的两种对相干态，研究了q变形对相干态的反聚束效应和两模间的关联特性. 结果表明，q变形对相干态呈现反聚束效应，两模的光子相互关联，并且q参数对这些非经典特性的调节比较明显，随着q偏离1越大，这些特性越明显.     

硅微ZnO压电薄膜传声器的研制

本文介绍了一种利用ZnO压电薄膜为换能器的硅微压电薄膜传声器的制备,并且对微机械加工工艺过程进行了较为详细的描述。本文对传声器的部分结构进行改进,与通常设计相比较大幅提高了传声器的性能,1000Hz基准频率的灵敏度达到-85dB(相对于1V/Pa),500Hz到10000Hz的频率响应的平坦度在±3dB范围内。     

Block模型与数值模拟法预测室内温度分布

本文采用Block模型对一室内的热环境进行理论计算,在垂直方向上空间被划分为五个区域,建立风量与热平衡方程进行计算,由此可以得到由于自然对流作用而产生的沿壁面上升或下降的气流以及室内垂直温度分布.此外,本文还利用商用软件Airpak以实测壁面温度作为第一类边界条件对室内的热环境进行了数值模拟,分析了室内垂直方向的温度分布,并采用国外实验数据进行验证.结果表明,两种方法得到的结果与实验测试结果基本一致.