Veröffentlichungen und Präsentationen

针对智能冰箱冰水系统在低温、复杂狭小空间内超声测距本底噪声过高及驻波干扰严重的技术瓶颈，本文提出了一种基于多物理场耦合仿真的系统关键零部件性能优化方法。研究依托 COMSOL Multiphysics 6.2平台，构建了换能器压电-力学-声学全耦合数值模型，并结合工业 CT 扫描技术高精度复现了结构的弯曲振动模式特性。模型计算得出的谐振频率（57.52 kHz）与实测中心频率偏差小于 3%，充分验证了该有限元模型的高保真度。基于此模型，本文量化分析了系统在1个工作周期（包含12种工况）内的频率漂移与指向性畸变（80°±10°），并深入揭示了伸缩机构行程变化诱发驻波效应的作用机制。针对初始本底噪声超过 100 dB 的核心问题，研究提出并验证了两类声场干预策略：通过在腔体侧壁增设食品级硅胶吸声体，实现声压级降低 4.6至6.8 dB；采用周期性半球散射体阵列抑制声波反射，最大降噪幅度达 6.9 dB。综合优化后，系统本底噪声被稳定控制在 95 dB 以下，整体声场均匀性提升超过 20%。本研究成功建立了低温复杂环境下的声传播数值模型与优化设计闭环，为智能家电领域高精度、高可靠性的超声检测系统提供了坚实的理论依据与技术支撑。