基于熱聲效應數(shù)值模擬的熱聲制冷機設計研究.pdf

1、低溫制冷領域，隨著科技發(fā)展使得產品不斷高效小型以及環(huán)保的同時提出的制冷新要求，熱聲制冷技術得到很大的發(fā)展空間。本文致力于具有大功率、小體積、高聲強聲源特點的磁致伸縮換能器驅動的熱聲制冷機的設計研究。
　　首先闡述了熱聲制冷技術的研究背景及其研究意義，包括熱聲制冷的歷史發(fā)展、現(xiàn)狀研究和前景展望；羅列了熱聲效應的基礎理論和實現(xiàn)原理。介紹了熱聲制冷機及其關鍵部件的設計原理，為熱聲制冷機的性能研究提供了理論基礎。在此基礎上確定了研究思路，

2、制訂了工作方案。同時對涉及到的流體仿真簡單介紹了其基本理論與所用到的計算流體力學數(shù)學模型。
　　本文重點研究了數(shù)值模擬熱聲制冷的過程，整個模擬分成兩部分進行，包括模態(tài)分析和流場分析。模擬出熱聲制冷過程的同時對結果進行分析和討論，通過直觀的由點到面，由面到體的漸進方式詳細分析了流體內的流動情況，呈現(xiàn)出熱聲效應過程中管內流體的參數(shù)變化情況。進一步提出數(shù)值模擬優(yōu)化思想，為優(yōu)化制冷機相關參數(shù)設定提供了方法。
　　詳述了CFX模擬熱聲

3、效應的方法以及具體過程，避免根據(jù)實際問題建立控制方程的復雜過程，只要確定了實體幾何模型及邊界與初始條件，就可以研究此工況下的熱聲效應，找到熱聲效應多維模擬的方法。通過計算實現(xiàn)了流固耦合分析的整場模擬，可以得到諧振管內部流場不同時刻的詳細數(shù)據(jù)，實現(xiàn)內部流場的可視化。說明模擬諧振管內聲場分布情況是可行的，可以用來預測諧振管內聲場分布或者驗證實驗的可靠性
　　課題的模擬過程及結果實現(xiàn)了熱聲效應的三維仿真，為實驗室原有不同型號的制冷機的改