熱聲熱機聲場的格子氣分析.pdf

1、熱聲熱機是一種新型熱機，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件、可靠性高、使用環(huán)保的工質(zhì)等優(yōu)點，而且更具吸引力的特點是可以利用太陽能、低品位廢熱以及各種清潔燃料作為驅(qū)動能源。目前，已成為能源動力領域的研究熱點，效率不斷得到提高，已達到傳統(tǒng)熱機的效率水平。隨著熱聲熱機實用化的發(fā)展，要求不斷提高比功率，這必然相應要求大聲幅的工作條件，在此情況下非線性效應越來越明顯，線性熱聲理論難以提供滿意的預測，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，在已有模擬工作的基礎上，進一步對熱聲熱機作深入的模擬分析，獲得包括非線性現(xiàn)象預測在內(nèi)的新的模擬結(jié)果和結(jié)論。論文工作旨在為熱聲熱機系統(tǒng)中的流場和非線性分析探索新的模擬技術(shù)。 作者從格子氣自動機演化方程推導恢復了熱聲現(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的起振特性，獲得了系統(tǒng)起振穩(wěn)定后的壓力場、溫度場和速度場，并對模擬數(shù)據(jù)進行了可視化分析，同時，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，反映了流場的振蕩特性與粘性邊界層的影響。通過對模擬結(jié)果與傳統(tǒng)方法模擬結(jié)果的比較，驗證了模型方法的有效性，同時，也分析了格子氣噪聲對模擬結(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)格劃分對頻率和壓力等系統(tǒng)參數(shù)的影響，在理論上進一步對模型的有效性進行了驗