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(jiǎn)單,成本低,無運(yùn)動(dòng)部件或少運(yùn)動(dòng)部件,可靠性高,對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn),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(dòng)的熱聲制冷機(jī),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(dòng)熱聲制冷或熱聲驅(qū)動(dòng)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(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò)方法,對(duì)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(gè)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(diǎn)問題。在此基礎(chǔ)上,提出了本文的研究?jī)?nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題,同時(shí)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?；诖顺绦?對(duì)聲驅(qū)動(dòng)的微型熱聲制冷機(jī)和熱驅(qū)動(dòng)的自激振蕩器進(jìn)行了模擬研究,預(yù)測(cè)了振蕩器系統(tǒng)的頻率特性、聲場(chǎng)分布和性能特性。著重分析了板疊參數(shù)

3、及運(yùn)行工況對(duì)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(duì)單個(gè)高頻熱聲振蕩器特性的研究成果,將有助于研究多個(gè)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(chǎng)分布,分析了陣列諧振腔對(duì)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(duì)高階諧波等非線性現(xiàn)象具有抑制作用。同時(shí),對(duì)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(duì)熱聲系統(tǒng)特性的影響,為振蕩器陣列系統(tǒng)的研