本文關(guān)鍵詞：熱聲理論及駐波型熱聲熱機的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：熱聲熱機是一種與常規(guī)的動力裝置完全不同的新型機械熱機,它憑借著氣體的自激振蕩來輸出聲功,不僅如此,它還具有無任何機械運動部件,同時利用低品位能源驅(qū)動,并且采用對環(huán)境無任何污染的惰性氣體為工質(zhì)等優(yōu)點,是一種非常有價值和潛力的新型動力裝置。目前熱聲熱機的數(shù)值模擬計算在熱聲熱機研究發(fā)展中越來越受到重視,通過對熱聲系統(tǒng)模擬計算可以得到在一定誤差范圍內(nèi)系統(tǒng)的熱力學(xué)特性,這將對以后熱聲熱機的實驗系統(tǒng)的研究提供有效的幫助。本文介紹了熱聲熱機的應(yīng)用前景以及熱聲熱機數(shù)值模擬計算的發(fā)展情況并且利用有限元方法對一臺駐波型熱聲發(fā)動機的實驗系統(tǒng)進行數(shù)值模擬計算,以線性熱聲理論作為此次模擬計算的數(shù)學(xué)模型,采用與實驗系統(tǒng)相同的運行工況作為此次模擬計算的物理模型,同時采用有限元方法中的加權(quán)余量法對上述數(shù)學(xué)模型進行求解,然后根據(jù)整個系統(tǒng)求解的算法建立了數(shù)值模擬計算框圖并以此框圖為依據(jù)進行模擬計算,通過自主編寫計算程序,設(shè)計了一套比較完整的熱聲系統(tǒng)模擬計算程序,最后根據(jù)數(shù)值模擬計算結(jié)果成功觀測到實際駐波型熱聲發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)聲場和流場特性以及發(fā)動機內(nèi)部各個部件對熱聲系統(tǒng)的影響,并根據(jù)計算結(jié)果對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了優(yōu)化方案。本文最后介紹了線性熱聲理論的局限性和非線性熱聲理論的發(fā)展現(xiàn)狀,同時在線性熱聲理論的基礎(chǔ)上建立了非線性熱聲理論模型并討論了其利用有限元方法求解的可能性。
【關(guān)鍵詞】：熱聲 駐波 有限元 非線性
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK05
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1．緒論9-19
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 熱聲學(xué)發(fā)展歷史10-16
• 1.2.1 熱聲理論發(fā)展歷史10-12
• 1.2.2 熱聲熱機發(fā)展歷史12-16
• 1.3 數(shù)值模擬的國內(nèi)外現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 國外部分16-17
• 1.3.2 國內(nèi)部分17-18
• 1.4 研究熱點18
• 1.5 本文工作18-19
• 2．熱聲學(xué)理論19-30
• 2.1 熱聲效應(yīng)19
• 2.2 線性熱聲理論19-22
• 2.3 熱聲網(wǎng)絡(luò)模型22-26
• 2.4 時均聲功流26-27
• 2.5 時均總能流27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 3．熱聲發(fā)動機的數(shù)值模擬30-40
• 3.1 有限元方法的簡介30-31
• 3.2 系統(tǒng)的基本模型31-34
• 3.2.1 物理模型31-32
• 3.2.2 數(shù)學(xué)模型32-34
• 3.3 有限元模型34-36
• 3.4 數(shù)值模擬算法36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4．計算結(jié)果與性能分析40-54
• 4.1 系統(tǒng)內(nèi)部聲場和流場分布40-43
• 4.2 高溫端換熱器對系統(tǒng)的性能影響分析43-46
• 4.3 板疊對系統(tǒng)的性能影響分析46-49
• 4.4 室溫端換熱器對系統(tǒng)的性能影響分析49-50
• 4.5 諧振管對系統(tǒng)的性能影響分析50-53
• 4.6 計算結(jié)果與實驗結(jié)果比較53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 5．非線性熱聲理論的研究54-64
• 5.1 線性熱聲理論的局限性54-55
• 5.2 非線性熱聲理論的研究進展55-57
• 5.2.1 國內(nèi)部分55-56
• 5.2.2 國外部分56-57
• 5.3 二維一階熱聲理論模型57-60
• 5.3.1 模型的建立57-58
• 5.3.2 模型的求解58-60
• 5.4 二維二階非線性熱聲理論模型60-62
• 5.5 數(shù)值模擬計算的可能性62-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 6．結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Numerical analysis on thermoacoustic engine using network method[J];Chinese Journal of Acoustics;2003年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李艷鋒;駐波型熱聲發(fā)動機起振機理的理論與實驗研究[D];浙江大學(xué);2010年

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本文編號：623497