熱聲熱機(jī)聲場(chǎng)的格子氣分析.pdf

1、熱聲熱機(jī)是一種新型熱機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高、使用環(huán)保的工質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，而且更具吸引力的特點(diǎn)是可以利用太陽能、低品位廢熱以及各種清潔燃料作為驅(qū)動(dòng)能源。目前，已成為能源動(dòng)力領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，效率不斷得到提高，已達(dá)到傳統(tǒng)熱機(jī)的效率水平。隨著熱聲熱機(jī)實(shí)用化的發(fā)展，要求不斷提高比功率，這必然相應(yīng)要求大聲幅的工作條件，在此情況下非線性效應(yīng)越來越明顯，線性熱聲理論難以提供滿意的預(yù)測(cè)，因此，需要探索新的模擬分析方法。本論文利用格子氣方法模擬熱

2、聲熱機(jī)，在已有模擬工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)熱聲熱機(jī)作深入的模擬分析，獲得包括非線性現(xiàn)象預(yù)測(cè)在內(nèi)的新的模擬結(jié)果和結(jié)論。論文工作旨在為熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中的流場(chǎng)和非線性分析探索新的模擬技術(shù)。 作者從格子氣自動(dòng)機(jī)演化方程推導(dǎo)恢復(fù)了熱聲現(xiàn)象滿足的一般宏觀方程，為熱聲格子氣模擬提供有效的理論依據(jù)。采用D2Q9熱格子氣模型模擬分析了熱聲熱機(jī)的起振特性，獲得了系統(tǒng)起振穩(wěn)定后的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，并對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視化分析，同時(shí)，分析獲得壓力駐波

3、在諧振管中的傳播與反射過程。模擬結(jié)果顯示：在模擬條件下壓力波具有非線性的特征、變截面附近的流場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)生非線性耗散的渦流、板疊層內(nèi)流體振蕩速度的分布呈現(xiàn)“速度環(huán)”現(xiàn)象，反映了流場(chǎng)的振蕩特性與粘性邊界層的影響。通過對(duì)模擬結(jié)果與傳統(tǒng)方法模擬結(jié)果的比較，驗(yàn)證了模型方法的有效性，同時(shí)，也分析了格子氣噪聲對(duì)模擬結(jié)果的影響。 作者也分析了諧振管幾何尺寸、格子氣粒子密度及網(wǎng)格劃分對(duì)頻率和壓力等系統(tǒng)參數(shù)的影響，在理論上進(jìn)一步對(duì)模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)