Comparison of piezoelectric flextentional sonar transducer simulations between a coupled FE-BEM and ATILA code

결합형 유한요소-경계요소 기법과 ATILA와의 압전체 유연성 쏘나 변환기 시뮬레이션 비교

A piezoelectric flextentional sonar transducer has been simulated using a coupled FE-BEM. The dynamics of the sonar transducer is modelled in three dimensions and is analyzed with external electrical excitation conditions. Different results are available such as steady-state displacement modes, underwater directivity patterns, resonant frequencies, bandwidths, quality factors, output acoustic powers and transmitting voltage responses. It is shown that the present barrel-stave sonar transducer of the piezoelectric material produces flextentional displacements which could be related with higher output power, lower quality factor and more omnidirectional beam pattern than other types of sonar transducers. The results of the present sonar transducer modelling are also compared with those of a commercial package such as ATILA.

결합형 유한요소-경계요소 기법을 사용하여 압전체 유연형 쏘나 변환기를 시뮬레이션하였다. 쏘나 변환기의 역학적 구동을 3차원적으로 모델링하였고 전기적 외부 부하 조건을 가지고 분석하였다. 정상 상태 변위 모드, 방향 패턴, 공진 주파수, 대역,0-factor, 출력 압력, TV 응답과 같은 결과들을 보여준다. 본 논문의 술통 형태의 압전 재질 쏘나 변환기는 유연한 변위를 발생시키며, 다른 형태의 쏘나 변환기와 달리 고출력, 낮은 Q-factor, 향상된 전방위성을 가지도록 해준다. 본 연구에서 개발된 쏘나 변환기 모델링의 결과를 ATILA와 같은 상업적 소프트웨어와 비교하였다.