熱聲制冷機諧振腔內聲場分布規(guī)律及影響因素研究.pdf

1、碩士學位論文論文題目論文題目：熱聲制冷機諧振腔內聲場分布規(guī)律及影響因素研究英文題目英文題目：TheresearchonthecavityofresonanceTubeinthermoacousticrefrigeratsoundfielddistributioninfluencingfact學位類學位類別：工學碩士研究生姓研究生姓名：尹瀟靚學號學號：2013023126學科學科(領域領域)名稱名稱：機械制造及其自動化指導教指導教師：汪建

2、新職稱職稱：教授協(xié)助指導教協(xié)助指導教師：師：職稱：職稱：2016年6月6日分類號：分類號：TH114密級：級：公開公開UDC：學校代碼：學校代碼：1012710127內蒙古科技大學碩士學位論文I摘要采用磁致伸縮換能器來驅動熱聲制冷機系統(tǒng)，是目前熱聲制冷領域中一種極具潛力的制冷方案。使用磁致伸縮換能器驅動后，可以提供大振幅的強力聲源。熱聲制冷機中諧振管截面的幾何尺寸是比較重要的參數(shù)，因此通過建立各截面形狀諧振管內三維聲場模型，分析不同形狀

3、諧振管內聲場的聲壓分布，對于提高熱聲制冷機的性能具有重要意義。首先，基于包含流體力學、熱力學、聲學等熱聲制冷技術的基礎理論結合實驗文獻，分析了壓力和溫度的變化關系，為熱聲效應的分析提供了參考。利用基于SIMPLEC方法和交錯網(wǎng)格技術的有限體積法對建立的一維諧振管模型內氣體介質聲場進行數(shù)值求解，對二維圓柱形諧振管內氣體介質模型采用有限差分計算方法進行數(shù)值求解，對不同位置、不同時刻的氣體波動方程進行離散化處理，得到一組方程組，為后面進一步導

4、入到有限元分析軟件中進行模擬仿真提供了條件。其次，利用聲學有限元分析軟件ACTRAN（學生版）與ANSYSWkbench，分別對長度相同的圓柱形、圓錐形、圓柱圓錐結合形、正弦型以及指數(shù)型回轉體內聲場進行分析，得到對應形狀諧振管內聲場分布規(guī)律。比較了當入口口徑與出口口徑比例相同情況下，縱截面曲線變化對諧振管的活塞振動模態(tài)頻率、聲壓幅值產(chǎn)生的影響，以達到實現(xiàn)提高活塞振動頻率和聲壓幅值最大化的目的。觀察分析結果得到諧振管形狀對模態(tài)頻率、位移幅

5、頻分布曲線以及管內沿程壓力的影響，以及諧振管內聲傳遞損失曲線。結果表明：對于熱聲制冷機結構微型化的需求，在相同激勵條件下采用圓錐形諧振管，活塞振動模態(tài)幅值最大，同時能產(chǎn)生較高聲強。然后，對行駐波型熱聲制冷機的幅頻分布特性以及諧振管內聲場進行了仿真計算，由于行駐波熱聲制冷機內結構比較復雜，先選取簡單圓環(huán)結構進行分析，進而拓展結構，得到不同聲場分布規(guī)律，通過觀察動畫可以說明，在P形管組成的行波型熱聲制冷機中不是單純的行波，而是存在駐波現(xiàn)象。