熱聲回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真.pdf

1、回?zé)崞魇菍?shí)現(xiàn)熱聲轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，其特殊的結(jié)構(gòu)又對(duì)熱聲轉(zhuǎn)換的效率產(chǎn)生巨大的影響。目前對(duì)于回?zé)崞鞯奶盍喜馁|(zhì)和特殊結(jié)構(gòu)所固有的聲學(xué)特性，以及固體介質(zhì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)與氣體振蕩的相互作用的研究還很少。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)熱聲回?zé)崞骱蜔崧曊麢C(jī)從結(jié)構(gòu)聲的角度出發(fā)，研究了熱聲熱機(jī)內(nèi)的聲場(chǎng)分布和各聲學(xué)元件的受激振動(dòng)情況。結(jié)構(gòu)的本征值決定了特征波數(shù)和自由振動(dòng)的頻率，而回?zé)崞髦械穆暡ㄓ质嵌喾N頻率的疊加，因此存在聲振蕩與結(jié)構(gòu)振動(dòng)的耦合。
　　 利用商業(yè)軟件

2、ANSYS重點(diǎn)對(duì)熱聲回?zé)崞骱蜔崧曊麢C(jī)從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)這一新角度進(jìn)行了數(shù)值研究。建立了蜂窩陶瓷、針束等非板疊類常用回?zé)崞髂Ｐ?改造了普通板疊回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)，建立肋片板、微坑板回?zé)崞髂Ｐ?對(duì)以上建立的各回?zé)崞骷捌錈崧曊麢C(jī)模型進(jìn)行了全面的靜力分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，以及各結(jié)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)對(duì)比研究;主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　 (1)隨著充氣壓力的提高各回?zé)崞骱蜔崧暉釞C(jī)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)基本都呈現(xiàn)線性增大的趨勢(shì)，應(yīng)力應(yīng)變表現(xiàn)十分吻合且峰值點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)

3、;
　　 (2)不同回?zé)崞髟诟麟A模態(tài)頻率下應(yīng)變不同，蜂窩陶瓷回?zé)崞鲃?dòng)力學(xué)響應(yīng)最強(qiáng)、板疊回?zé)崞髯钊?總的來說低頻段各點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變較小，在5階高階模態(tài)之后各方向應(yīng)變幅值持續(xù)增大，回?zé)崞髌鸬郊ぐl(fā)和維持高階熱聲振蕩的作用;由于結(jié)構(gòu)聲輻射反射波作用徑向y方向變化較其它兩向尤為明顯;
　　 (3)熱聲熱機(jī)不同位置的動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果各不相同;熱聲熱機(jī)的3階、4階模態(tài)接近氣體介質(zhì)的工作頻率;回?zé)崞髀晫W(xué)特性與頻率存在一定關(guān)系，在某一頻率下其聲

4、學(xué)特性最佳，同時(shí)結(jié)構(gòu)是以多階模態(tài)振動(dòng)，故降低熱聲不穩(wěn)定性和抑制其它階雜波值得進(jìn)一步研究;
　　 (4)普通板疊回?zé)崞鳠崧暉釞C(jī)在150Hz附近（與氣體介質(zhì)的工作頻率匹配）諧振，而異型板疊回?zé)崞鳠釞C(jī)由于結(jié)構(gòu)的改變，共振頻率發(fā)生變化，在高階模態(tài)應(yīng)變到達(dá)峰值，因此是否存在回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)與熱聲熱機(jī)操作頻率的最佳匹配值得進(jìn)一步研究;
　　 (5)通過對(duì)常用非板疊類回?zé)崞骱彤愋桶瀵B回?zé)崞鞯难芯空f明了填料和結(jié)構(gòu)對(duì)于熱聲熱機(jī)動(dòng)力學(xué)特性存在較大