基于Fluent的熱聲元件特性研究.pdf

1、熱聲熱機(jī)是一種全新的熱機(jī)技術(shù)，它遵循熱聲效應(yīng)機(jī)理，與傳統(tǒng)的熱機(jī)技術(shù)相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、壽命長(zhǎng)、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，熱聲技術(shù)及利用已成為工程應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文首先回顧了熱聲理論和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后概括介紹了熱聲學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和熱聲現(xiàn)象的原理，從微熱力學(xué)的角度分析了熱聲循環(huán)。 由于DeltaE等熱聲專(zhuān)用計(jì)算軟件是基于線性假設(shè)以及忽略了回?zé)崞魅肟谛?yīng)，因此對(duì)回?zé)崞鲀?nèi)部的聲場(chǎng)研究具有一定的

2、局限性，所以本文采用Fluent數(shù)值模擬的方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究。 為了檢驗(yàn)采用Fluent模擬熱聲聲場(chǎng)的可行性，本文首先對(duì)簡(jiǎn)單直管進(jìn)行了模擬，模擬結(jié)果與理論分布趨勢(shì)相同，在此基礎(chǔ)上又利用部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為進(jìn)口和出口值進(jìn)行模擬，所得結(jié)果在其它點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值也符合很好，從而證實(shí)了采用Fluent對(duì)熱聲系統(tǒng)的聲場(chǎng)進(jìn)行模擬是可行的。在此基礎(chǔ)之上，本文就兩方面的問(wèn)題進(jìn)行了研究： 1．熱聲諧振管管形對(duì)聲場(chǎng)的影響。對(duì)駐波型熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的等直

3、徑諧振管和錐形諧振管及指數(shù)管進(jìn)行了初步的數(shù)值分析，并進(jìn)行了模擬計(jì)算，以探明變徑管對(duì)駐波管內(nèi)壓力分布的影響。研究表明引入漸縮錐管可在相同輸入條件下提高系統(tǒng)運(yùn)行的壓力振幅，以滿(mǎn)足被驅(qū)動(dòng)脈管制冷機(jī)對(duì)振幅的需要。模擬結(jié)果還表明隨著錐度的增大，相同輸入情況下，聲壓振幅隨之升高，諧振頻率也進(jìn)一步降低。 2．回?zé)崞髁鲃?dòng)特性初步研究。對(duì)板疊式回?zé)崞髦薪蛔兞鲃?dòng)瞬時(shí)阻力系數(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的數(shù)值分析。建立了一個(gè)二維回?zé)崞髂Ｐ停柚鶩luent對(duì)回?zé)崞鲀?nèi)交