高頻熱聲振蕩器及其陣列諧振腔特性.pdf

1、熱聲振蕩器具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低,無運動部件或少運動部件,可靠性高,對環(huán)境無污染等優(yōu)點,使得其在能量管理和能量轉(zhuǎn)換中受到越來越多研究者的關(guān)注。尤其是具有較小尺寸的高頻熱聲自激振蕩器和聲驅(qū)動的熱聲制冷機,可以獲得更高的功率密度,更能適用于微型電子器件的散熱。在利用低溫?zé)嵩打?qū)動熱聲制冷或熱聲驅(qū)動脈管制冷及熱聲輸熱方面,都具有廣闊的應(yīng)用前景。本文基于熱動力學(xué)網(wǎng)絡(luò)方法,對高頻熱聲振蕩器進(jìn)行了模擬研究,主要內(nèi)容有以下幾個方面:
　　首先,綜述

2、了高頻熱聲技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,分析了目前高頻熱聲振蕩器及其陣列系統(tǒng)的研究和應(yīng)用中存在的主要難點問題。在此基礎(chǔ)上,提出了本文的研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題,同時闡述了本研究工作的主要目的及意義。
　　其次,建立了高頻熱聲振蕩器的網(wǎng)絡(luò)模型,開發(fā)了用于模擬振蕩器的仿真程序。基于此程序,對聲驅(qū)動的微型熱聲制冷機和熱驅(qū)動的自激振蕩器進(jìn)行了模擬研究,預(yù)測了振蕩器系統(tǒng)的頻率特性、聲場分布和性能特性。著重分析了板疊參數(shù)

3、及運行工況對振蕩器性能的影響,得到了優(yōu)化的板疊參數(shù)及工況條件。對單個高頻熱聲振蕩器特性的研究成果,將有助于研究多個振蕩器陣列系統(tǒng)的特性。
　　然后,研究了分布有陣列諧振腔的諧振管的頻率特性和聲場分布,分析了陣列諧振腔對熱聲振蕩器系統(tǒng)的影響。研究表明陣列諧振腔能改變系統(tǒng)的頻率特性,并對高階諧波等非線性現(xiàn)象具有抑制作用。同時,對兩列不同結(jié)構(gòu)的諧振腔進(jìn)行了數(shù)值研究,分析了兩列諧振腔的不同排列結(jié)構(gòu)對熱聲系統(tǒng)特性的影響,為振蕩器陣列系統(tǒng)的研