熱聲回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)頻率特性研究.pdf

1、回?zé)崞魇菬崧暉釞C(jī)的關(guān)鍵部件。在回?zé)崞髦挟a(chǎn)生的熱－聲轉(zhuǎn)換過(guò)程一直是眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)，理論和實(shí)驗(yàn)研究證明其特殊的結(jié)構(gòu)直接影響熱聲系統(tǒng)的性能。隨著研究的深入，回?zé)崞髯鳛槁晫W(xué)元件所固有的聲學(xué)特性對(duì)熱聲效應(yīng)的影響日益受到關(guān)注，但目前在這方面很少有系統(tǒng)研究的報(bào)道。本文在熱聲研究中引入結(jié)構(gòu)聲理論討論回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)振動(dòng)、結(jié)構(gòu)聲傳播和輻射對(duì)系統(tǒng)內(nèi)聲場(chǎng)的影響，并得出以下結(jié)論： 熱聲回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)中的聲波主要以彎曲波的形式存在。色散效應(yīng)所導(dǎo)致的彎曲波衰減是

2、聲功耗散的重要原因?；?zé)崞鲀?nèi)的橫向熵波使得氣體工質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)形成波動(dòng)并作用于回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)表面，從而在結(jié)構(gòu)中激發(fā)振動(dòng)而產(chǎn)生聲波；回?zé)崞鲀?nèi)的聲波作用于結(jié)構(gòu)表面，同樣能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)聲的產(chǎn)生，但是該情況下需考慮兩者的耦合。 采用Ansys軟件對(duì)熱聲回?zé)崞髦械陌瀵B建立模型并進(jìn)行模態(tài)分析。計(jì)算了不同規(guī)格不銹鋼薄板的振動(dòng)模態(tài)和相應(yīng)的固有頻率。結(jié)果顯示：（1）回?zé)崞髦斜“褰Y(jié)構(gòu)主要受彎曲波作用，振動(dòng)時(shí)發(fā)生彎曲變形；（2）薄板振動(dòng)模態(tài)的固有頻率隨板厚度減小

3、而降低，隨長(zhǎng)度減小而增加；（3）薄板振動(dòng)模態(tài)隨階數(shù)升高而趨于復(fù)雜，相應(yīng)的固有頻率值由數(shù)十赫茲發(fā)展到數(shù)千赫茲，包含熱聲系統(tǒng)諧振頻率的工作區(qū)間。 結(jié)合結(jié)構(gòu)聲與結(jié)構(gòu)振動(dòng)理論在熱聲回?zé)崞餮芯恐幸胛呛项l率及其聲學(xué)特性。通過(guò)計(jì)算回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)的吻合頻率特性，以及回?zé)崞魑恢?，填充介質(zhì)厚度、材料對(duì)結(jié)構(gòu)聲輻射能力的影響，得出結(jié)論：（1）在低頻熱聲系統(tǒng)中，由于振蕩基波頻率較低，并有可能低于結(jié)構(gòu)中的吻合頻率，因此聲場(chǎng)中的高頻部分將產(chǎn)生吻合效應(yīng)導(dǎo)致聲輻射