工业级微滴喷射3D打印技术在精密铸造等领域展现出巨大的应用前景,但在实际的打印中,液滴形态控制与液滴喷射速度控制存在矛盾,缺乏有效的调控手段。根据超声对流体的作用机制,可以实现一种超声辅助的液滴动操纵方法。随着现代超声技术的发展,超声悬浮技术也在逐渐发展,驻波悬浮作为其中的一种,其通过形成高强度驻波声场,利用声辐射力平衡重力并悬浮目标。其需要反射器建立驻波声场且可操纵性较差,这些缺点大大限制了它的应用。为了进一步增强驻波声场的悬浮稳定性,实现对目标的移动与操纵,在相向声源式悬浮装置的基础上,将超声相控阵技术引入驻波悬浮中。即在驻波悬浮的两端加入换能器阵列,通过相位调制技术实现对悬浮目标的移动。本文对凹球面超声阵列驻波悬浮系统悬浮原理进行了研究并对其进行仿真与实验,具体工作内容如下所示:首先,介绍了声波并针对声波的基本方程进行了相关推导,在此基础上进一步解析,得到了驻波声场中速度势与声压的表达式。对驻波悬浮定义及King与Gor’kov经典的超声辐射力理论进行介绍,并深入分析了驻波悬浮的稳定性。基于超声相控悬浮器阐述了超声相控阵的原理并介绍了它的聚焦延时原理。其次,针对相向声源式悬浮器进行了悬浮稳定性研究。通过COMSOL软件建立了悬浮系统的有限元参数化模型,通过讨论悬浮系统的结构参数和温度,得到结构参数和温度与驻波声场最大声压值的变化规律。最后,设计优化了超声阵列悬浮系统。使用COMSOL软件,考虑了相控阵列的结构影响,分别仿真了平面、凹球面阵列结构的驻波声场。通过比较声压大小及等势面分布,得出系统悬浮能力的好坏与超声聚焦性能的优劣。得出了凹球面阵列明显强于平面阵列的结论,并选择了凹球面超声装置进行实验。介绍了相控阵动态聚焦的原理,并推导了其延时计算方法,仿真了阵列聚焦点及声场波节的移动。随后使用超声悬浮装置,进行了悬浮与目标移动的实验。