热声热机系统的仿真与优化研究——仿真软件的研制与实验验证

摘要

将网络方法与模拟计算相结合对热声热机系统进行仿真模拟分析,是该论文研究的主要特色内容,同时开发的名为TANetwork的计算软件也是该论文研究的主要贡献.作者论文的研究工作主要反映以下几个方面的具体内容:1、对热声热机理论和热声装置的发展历史和现状地作了比较系统的评述;2、概括性地推导和总结了线性热声近似的仿真基本方程;3、对有负载的热声原动机和活塞驱动的热声制冷机分别进行了仿真与实验,着重对驻波机中的声场和相位的分布及频率特性进行了研究;4、在国内首次对新一类的热声循环——开式热声循环的工作机理进行了研究,并推导建立了开式热声系统的数学模型及其网络描述,确定了其应用装置-开式热声空调系统的设计方案,中国第一台实验样机正在建设中.5、介绍了热声机系统的一般设计理论.6、综述了热声功的几种测量法,并分析了各自的优缺点及方法使用中应注意的问题,并将两传感器的声功测量方法较满意地应用于热声制冷的声功测量中.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1原理性热声装置的描述

1.2选题背景与国内外研究现状

1.3选题的意义与本文的研究内容

2热声系统的仿真基本方程和网络模型

2.1热声系统的仿真基本方程

2.2网络传输方程和网络阻抗模型

2.3网络传输矩阵和边界条件

2.4热声系统中能量及其转换的仿真基本方程

2.5热声系统板叠或回热器H矩阵的模拟与分析方法

2.6数值计算方法及其仿真程序设计

2.7本章小结

附录

3热声原动机的仿真

3.1网络阻抗、声场和相位分布的模拟与分析

3.2板叠或回热器传输矩阵的模拟与分析

3.3板叠性能参数的模拟与分析

3.4本章小结

4热声制冷机的仿真

4.1网络阻抗、声场和相位分布的模拟分析与网络模型的实验验证

4.2热声制冷机中板叠传输矩阵的模拟与分析

4.3热声制冷机性能参数的模拟与分析

4.4本章小结

5开式热声系统的工作机理与设计方案

5.1开式热声循环工作机理与工作微分方程

5.2平均流影响的分析和开式热声系统的网络模型

5.3开式热声空调系统的设计方案

5.4开式热声系统的应用前景

5.5本章小结

6热声热机系统的设计理论与优化设计探讨

6.1运行工况和性能指标参数的确定及工作物质的选择

6.2系统的网络阻抗分析

6.3系统主要部件结构设计的现状和问题

6.4热声热机系统优化设计探讨

6.5本章小结

7热声热机系统的声功测量

7.1热声系统的声功率测量方法

7.2热声制冷机的声功测量与网络模型的验证

7.3本章小结

8全文总结与未来工作的建议

致谢

参考文献

附录1攻读博士学位期间发表的论文目录