本文關(guān)鍵詞：熱聲理論及駐波型熱聲熱機(jī)的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：熱聲熱機(jī)是一種與常規(guī)的動(dòng)力裝置完全不同的新型機(jī)械熱機(jī),它憑借著氣體的自激振蕩來(lái)輸出聲功,不僅如此,它還具有無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,同時(shí)利用低品位能源驅(qū)動(dòng),并且采用對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染的惰性氣體為工質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有價(jià)值和潛力的新型動(dòng)力裝置。目前熱聲熱機(jī)的數(shù)值模擬計(jì)算在熱聲熱機(jī)研究發(fā)展中越來(lái)越受到重視,通過(guò)對(duì)熱聲系統(tǒng)模擬計(jì)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(duì)以后熱聲熱機(jī)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究提供有效的幫助。本文介紹了熱聲熱機(jī)的應(yīng)用前景以及熱聲熱機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算的發(fā)展情況并且利用有限元方法對(duì)一臺(tái)駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,以線性熱聲理論作為此次模擬計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,采用與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相同的運(yùn)行工況作為此次模擬計(jì)算的物理模型,同時(shí)采用有限元方法中的加權(quán)余量法對(duì)上述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,然后根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)求解的算法建立了數(shù)值模擬計(jì)算框圖并以此框圖為依據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算,通過(guò)自主編寫(xiě)計(jì)算程序,設(shè)計(jì)了一套比較完整的熱聲系統(tǒng)模擬計(jì)算程序,最后根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果成功觀測(cè)到實(shí)際駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)聲場(chǎng)和流場(chǎng)特性以及發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件對(duì)熱聲系統(tǒng)的影響,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(jī)發(fā)展歷史12-16
• 1.3 數(shù)值模擬的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 國(guó)外部分16-17
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)部分17-18
• 1.4 研究熱點(diǎn)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(shí)均聲功流26-27
• 2.5 時(shí)均總能流27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 3．熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)值模擬30-40
• 3.1 有限元方法的簡(jiǎn)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(jì)算結(jié)果與性能分析40-54
• 4.1 系統(tǒng)內(nèi)部聲場(chǎng)和流場(chǎng)分布40-43
• 4.2 高溫端換熱器對(duì)系統(tǒng)的性能影響分析43-46
• 4.3 板疊對(duì)系統(tǒng)的性能影響分析46-49
• 4.4 室溫端換熱器對(duì)系統(tǒng)的性能影響分析49-50
• 4.5 諧振管對(duì)系統(tǒng)的性能影響分析50-53
• 4.6 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)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(jìn)展55-57
• 5.2.1 國(guó)內(nèi)部分55-56
• 5.2.2 國(guó)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(jì)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(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李艷鋒;駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)起振機(jī)理的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：623497