基于分子动力学的脉管气体振荡模拟及实验研究

摘要

随着科学技术的快速更迭,脉管制冷机在低温领域中的应用越来越广泛。本文基于分子动力学,对脉管内高低压He气的振荡过程进行模拟仿真,针对压缩过程,研究了脉管轴向温度波、速度波、压力波及质量流波随时间的变化,并对不同充放气频率下脉管冷端温度随时间的变化进行了实验探究。结果表明:模型内各点气体温度、速度均以正弦波的形式随时间呈现周期性变化,温度波变化趋势同实验结果一致。模型冷热端压力、质量流相位差不同,说明微脉管自身具备调相能力。另外实验结果显示,脉管自身存在最佳充放气频率,适当增加频率值有利于脉管制冷机制冷性能的提高。