导读:本文包含了热声发动机论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:发动机,驻波,数值,有限元,泰勒,摄动,渐开线。
热声发动机论文文献综述
董世充,安连锁,沈国清,徐漠北,张世平[1]（2019）在《斯特林热声发动机压力特性的试验研究》一文中研究指出斯特林热声发动机由于其工作介质通过斯特林循环,使其与其他结构形式的热声发动机相比具有潜在效率高等优势。热声发动机内参与热声转换的气体工质会形成高强度的压力波,因而压力特性是反映其性能的重要依据。在有关斯特林热声发动机压力特性的研究工作当中,设计并搭建了热声发动机试验平台,并对热声发动机的压力特性进行了试验研究,其中包括热声发动机的起振过程、压力振荡频率、压力振幅、压比等方面特性。试验结果表明,当热声发动机以氦气为工质时,存在一个最佳的平均压力可在最低的温度下起振,并且可工作的平均压力范围更大。与氮气和氩气相比,氦气的工作频率更高,但是在相同的平均压力下压力振幅最小。氮气和氩气的压比随着平均压力的增大而减小,氦气的压比存在最大值。研究结果有助于提高热声发动机的实用性。(本文来源于《自动化仪表》期刊2019年07期）
陈翔,丁夏琛,康慧芳[2]（2019）在《适用于太阳能驱动热声发动机的二次聚光器设计》一文中研究指出将绿色环保的可再生能源太阳能与高可靠性、无污染、潜在效率高的热声系统结合,是一个全新的、极具前景的研究方向。但已有的太阳能驱动热声系统所采用的传统聚光器,系统复杂,运行调试困难;目前尚缺乏针对热声系统的太阳能聚光器的设计。为此,该文提出了一种适用于太阳能驱动热声发动机的光漏斗一次聚光和渐开线二次聚光器结构,介绍了二次聚光系统的设计方法,并使用Light Tools软件对所设计的聚光器进行仿真计算,并与多种聚光器进行对比分析。结果表明,结合渐开线二次聚光装置的顺向聚焦复合抛物面聚光器,提高了系统的聚光效率,降低了对系统跟踪精度的要求,并且结构简单,易于安装、调试、维护,是一种适用于热声热机的太阳能集热装置。(本文来源于《中国新技术新产品》期刊2019年09期）
解丹,张世强,赵巍,李洪宇[3]（2019）在《行波型热声发动机的二维数值模拟研究》一文中研究指出基于线性热声理论与动力学基本方程建立了热声发动机的二维一阶频域数学模型,并根据有限元中的加权余量法将数学模型转化为便于求解的矩阵形式。运用MATLAB软件自主编程,对行波型热声发动机系统内的声场特征进行了二维数值模拟。结果表明,在谐振管内,一阶各波动量呈现良好的正弦曲线分布现象。在回热器单个流道内,从冷端到热端,由于存在较大的阻抗,压力振幅与温度振幅有明显的下降,而速度振幅则逐渐升高。(本文来源于《辽宁科技大学学报》期刊2019年02期）
张世强[4]（2019）在《行波型热声发动机的二维数值模拟研究》一文中研究指出热声发动机利用热声效应将热能转化为声功。具有无机械运动部件、结构紧凑简单、长寿命、运行可靠、环保等突出优点,得到国内外的广泛关注。热声发动机包括行波型热声发动机与驻波型热声发动机。相比于驻波型热声发动机,行波型热声发动机具有更高的热功转化效率,因此,行波型热声发动机的应用与发展成为了近十几年的研究热点。另外,在数值模拟方面,大部分的研究工作主要是针对热声一维分布特性,忽略了径向上各物理量的变化情况。为了更加清楚地了解热声系统内的声场分布特性,为非线性热声理论的发展提供参考依据,本文着重研究热声系统在二维空间内的分布特征。本文在Rott线性热声理论以及动力学基本方程的基础上,自行推导建立了热声发动机系统的二维一阶与二维二阶频域理论数学模型,并根据有限元中的加权余量法将数学模型转化为便于求解的矩阵形式。运用MATLAB软件自主编程对一台行波型热声发动机系统进行了二维数值模拟研究,获得了热声系统内声场的一阶压力、一阶温度、一阶速度的分布情况以及数值大小。随后,将所求得的一阶各波动量作为已知量代入二阶求解模型中得到了系统内各二阶波动量的分布特征。模拟结果表明:在谐振管内,不论是一阶各波动量还是二阶各波动量都呈现良好的正弦曲线分布。相比与一阶量,二阶量波长缩小一半,频率增大两倍。在回热器单个流道内,一阶与二阶各波动量的分布情况基本一致,但一阶量的振动幅值远大于二阶量。从冷端到热端,由于存在较大的阻抗,波动压力振幅与温度振幅有明显的下降,而波动速度振幅则逐渐升高。将轴向速度和压力沿截面积分后取平均值,得到了整个热声系统沿轴向一维空间的体积流率与压力振幅分布。不论是一阶量还是二阶量,压力与体积流率都呈现出相反的变化现象,在回热器进口处,压力达到最大值,而体积流率则达到极小值。对行波型热声发动机的二维时域模型进行了初步探索与研究,自行推导建立了二维一阶时域模型与有限元求解模型以及二维二阶时域模型与有限元求解模型,为热声系统的时域分析提供了一种求解方法。(本文来源于《辽宁科技大学》期刊2019-02-18）
封叶,汤珂,金滔[5]（2018）在《热声发动机中喷射泵诱导时均压降的实验研究》一文中研究指出在具有环路结构的行波热声发动机中引入可诱导时均压降的喷射泵是一种抑制Gedeon声直流以提高热效率的有效方式。本文对交变流场中喷射泵诱导时均压降的性能开展了实验研究,着重分析了管道截面积与喷射泵小截面面积比在12.5～31.4的范围内,改变喷射泵的大小截面面积比的影响。实验结果显示,当喷射泵的大小截面面积比小于2.3时,增大喷射泵的大小截面面积比有利于增大喷射泵诱导的时均压降,同时降低总声功损失。分析表明,这主要是由于沿喷射泵流道扩展方向流动的阻力系数明显降低所导致的。(本文来源于《工程热物理学报》期刊2018年11期）
马林,严红[6]（2018）在《驻波热声发动机板迭处泰勒-瑞丽不稳定性的数值模拟》一文中研究指出驻波热声发动机是一种将热能转化为声能的新型环保无污染的机械装置,通常是由一根长的谐振管组成,管的一端封闭,另一端连接负载,内部充满静止加压的惰性气体。在谐振管内部有两个被板迭所隔开的换热器:热端换热器和冷端换热器。如果我们给热端换热器加热使其释放热量,给冷端换热器降温使其吸收热量,就会在两个换热器之间的板迭区域产生一个温度梯度,当这个温度梯度足够大的时候,就会使谐振管内部的惰性气体产生自激振动,并逐渐增强,最终产生稳定输出的声功,实现热能到声能的转化。文章基于多尺度混合模型,将驻波热声发动机分成两个部分:谐振管和由板迭、换热器等组成的核心部分。谐振管内采用一维无粘声波模型,核心部分采用二维低马赫数模型,两部分通过奇点摄动法进行耦合。该模型可以对驻波热声发动机从起振到稳定饱和状态进行数值模拟研究。当发动机运行至稳定饱和状态时,在板迭和换热器连接部分,因为气体温度的变化导致气体密度不同而引发明显的泰勒-瑞丽不稳定性出现。数值模拟结果显示了不同尺寸发动机内不稳定性的发展演化和特征,并对其进行了定性与定量的分析。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
刘元亮,杨睿,封叶,金滔,汤珂[7]（2018）在《容腔调相的单级行波热声发动机起振特性》一文中研究指出将容腔结构引入单级环路行波热声发动机系统中进行相位调节,分析了不同容腔位置、容腔内径和容腔长度时系统的起振特性。基于线性热声理论,采用网格传输矩阵数值方法求解系统的起振频率和起振温差;此外,将计算结果与实验结果进行了对比,验证了计算方法的合理性。结果表明:容腔结构可以明显改善系统的起振特性,系统起振温差大幅下降;不同容腔位置处,热机起振特性差异明显;存在最优的容腔内径和容腔长度组合,使得起振温差最低,而容腔尺寸对热机起振频率的影响较小。(本文来源于《声学学报》期刊2018年05期）
罗凯[8]（2018）在《叁级环路行波热声发动机的数值模拟及实验研究》一文中研究指出随着分布式能源系统和可再生能源利用的迅速发展,高效的能源梯级利用技术成为研究热点。中低温区的工业废热广泛存在,可用于宽温区的热功转换技术应用前景广阔。行波热声发动机具有本征效率高、结构简单、可靠性高及成本低等优点,特别是多级环路行波热声发动机因起振温度低、能流密度高,近年来得到了越来越多的关注。目前关于热声系统的诸多非线性特性及转化机理仍不明晰,而线性热声理论不能描述时域动态过程及非线性特征,CFD等方法受到计算时间、成本的限制,不适用于整机模拟。为更好揭示热声发动机自激振荡机理及非线性特性,本文采用数值模拟和实验结合的方法针对叁级环路行波热声发动机的工作特性开展研究,主要内容如下:1.从基本流体控制方程出发,建立了适用于叁级环路行波热声发动机的一维非稳态模型(1DUM),并采用MATLAB编程求解。模拟结果表明,由于考虑了气体轴向导热,该模型可描述系统从静止状态至振荡饱和的完整压力波演化过程,并对比了不同初始扰动形式的影响,指出初始扰动只改变压力波达到饱和的时刻,并不影响增长曲线及稳态结果。另外,模拟获得了压力高频谐波及回热器内气体温度时域特性等,通过对比实验及公开文献,验证了该模型的合理性;2.优化设计并搭建了一台叁级环路行波热声发动机系统。对比了不同充气压力和冷热端温差下,DeltaEC模拟、1DUM模拟及实验获得的运行频率和压力幅值,结果表明1DUM可更准确预测发动机运行频率,在测量范围内最大误差约为0.4 Hz;实验中出现较强的射流等现象,造成压力幅值模拟值与实验值的差异;此外,流动换热关联式是造成DeltaEC与1DUM稳态压力幅值存在较大差别的原因,在充气压力为1 MPa,温差为400 K时,DeltaEC和1DUM与实验间的误差分别可达62%和118%。最后,模拟结果表明1DUM可以计算获得与DeltaEC相似的声场特性分布,其中压力振幅及体积流速相位分布整体误差不超过1°,但在幅值计算上仍需对模型中的流动与换热关联式进行进一步修正。由于1DUM不依赖经验初值,只需设置环路边界条件和静止初始工况即可,大大简化了建模计算过程,适用于复杂热声系统模拟;3.基于叁级环路行波热声发动机实验系统,开展了起振消振特性研究,以氮气为工质,在充气压力为4.0 MPa时,获得最低起振温差约为44K,并在实验中发现明显热声振荡滞后现象;采用阻容负载开展了发动机输出特性初步实验研究,结果表明负载阻抗值对输出性能影响显着,声功和相对卡诺效率都存在最佳阻抗匹配点。以氮气为工质,充气压力为3 MPa,热源温度为543 K时,获得最大声功78.3 W,最大相对卡诺效率约2.2%。值得指出的是,实验中发现了明显直流、射流等现象,导致使热声转化效率显着降低,后续将在抑制直流、射流,减少热损失等方面开展研究工作。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-06-10）
周进[9]（2018）在《斯特林热声发动机的数值模拟研究》一文中研究指出热声理论是一门研究由流场、声场以及热量传递转换的多物理场学科理论,而由热声理论作为支撑而兴起的热声发动机技术是近叁十年来科学研究领域的一个新的热点。热声发动机相比于传统的机械发动机具有明显的优势,例如采用环保工作介质,无任何污染,符合绿色发展理念;无机械运动部件,工作可靠性高,使用寿命长;可利用低品位能源例如余热资源进行供能,有利于优化能源体系结构,提高能源的利用率。早期的热声发动机研究以纯驻波或纯行波发动机为主,但是均发现热效率低下,无法与传统的发动机相比,直到斯特林热声发动机的出现才改变了这一现状,使得热声发动机的实用化预期能够实现。但是目前来说,针对热声发动机的理论研究仍在继续,主要是热声非线性理论仍需完善,这就要求对热声系统内的声场分布特性要有更为深入的理解和认知,之前大部分的研究工作主要是针对热声一维分布特性的研究,而本文则建立起二维频域热声数学模型,更为全面地探究热声系统的特性分布情况。由于求解二维热声数学模型的分析解十分困难,故需借助计算机进行数值求解计算,本文采用有限单元法对所建立的数学模型进行数值求解。有限元法一开始多应用于结构力学的分析,后来逐渐拓展到声学以及流体力学等领域的分析当中,而今已成为研究领域应用最为广泛的数值求解方法之一。由于热声系统是多物理场耦合而成的复杂系统,因此将有限元法应用到热声数值模拟当中是一种行之有效的做法。本文采用有限元法中常用的Galerkin法将数学模型转换成加权余量方程,进而导出热声有限元数学求解模型。通过结合热声系统的实际边界条件,建立起热声有限元求解流程,最后利用matlab语言编程搭建热声有限元法求解程序框架。通过对斯特林热声发动机物理模型进行一定的简化并运行求解程序,得到了热声系统内部各个物理量二维分布特性,尤其是在管径方向的分布特性,并针对热声的几个主要部件,如谐振管、回热器进行了具体分析,并对结果中出现的一些现象做出了初步分析和阐述。(本文来源于《辽宁科技大学》期刊2018-03-02）
朱保宇[10]（2018）在《驻波热声发动机理论和实验研究》一文中研究指出热声发动机可以将热能转换成高振幅声波,这种声波可以应用于发电、制冷除尘等领域。世界各国对热声技术的关注度越来越高,原因在于这种技术几乎零排放,成本低,可靠性高,且热声发动机的振荡气流可以直接驱动脉管制冷机,从而实现无运动部件的冷却系统。驻波热声发动机由于结构简单,体积较小,制造成本低,受到人们的青睐。本文从热声理论、模拟和性能实验方面开展了对驻波热声发动机的研究工作,主要针对目前主流的两种驻波热声系统,即开口式和对称式驻波热声发动机进行研究。主要工作由以下几部分组成:分析和介绍了热声热机和热声学基础理论,从热声连续性、动量和能流方程的角度,探讨了线性热声理论,推导出驻波热声系统模拟仿真的基本数值方程。通过自行设计的驻波热声系统性能试验以及DeltaEC仿真模拟相结合的方式,研究了板迭结构参数(间距、板厚、位置、长度)和谐振管长度对开口驻波热声系统性能的影响。结果表明:适当增加板迭长度和板迭内部的孔隙率,可有效改善板迭内部工质气体的换热,提高系统的性能。在对开口驻波系统研究之后,利用现有的实验和仿真模拟条件,对对称式驻波系统也进行了研究,探讨了运行参数和结构参数对发动机性能的影响。结果表明:热声系统的压力振幅随着谐振管长度、工质气体密度和充气压力的增加而加大;热声系统的起振温差与操作参数有关,且随着谐振管长度的增加而减小。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2018-03-01）
热声发动机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
将绿色环保的可再生能源太阳能与高可靠性、无污染、潜在效率高的热声系统结合,是一个全新的、极具前景的研究方向。但已有的太阳能驱动热声系统所采用的传统聚光器,系统复杂,运行调试困难;目前尚缺乏针对热声系统的太阳能聚光器的设计。为此,该文提出了一种适用于太阳能驱动热声发动机的光漏斗一次聚光和渐开线二次聚光器结构,介绍了二次聚光系统的设计方法,并使用Light Tools软件对所设计的聚光器进行仿真计算,并与多种聚光器进行对比分析。结果表明,结合渐开线二次聚光装置的顺向聚焦复合抛物面聚光器,提高了系统的聚光效率,降低了对系统跟踪精度的要求,并且结构简单,易于安装、调试、维护,是一种适用于热声热机的太阳能集热装置。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热声发动机论文参考文献
[1].董世充,安连锁,沈国清,徐漠北,张世平.斯特林热声发动机压力特性的试验研究[J].自动化仪表.2019
[2].陈翔,丁夏琛,康慧芳.适用于太阳能驱动热声发动机的二次聚光器设计[J].中国新技术新产品.2019
[3].解丹,张世强,赵巍,李洪宇.行波型热声发动机的二维数值模拟研究[J].辽宁科技大学学报.2019
[4].张世强.行波型热声发动机的二维数值模拟研究[D].辽宁科技大学.2019
[5].封叶,汤珂,金滔.热声发动机中喷射泵诱导时均压降的实验研究[J].工程热物理学报.2018
[6].马林,严红.驻波热声发动机板迭处泰勒-瑞丽不稳定性的数值模拟[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[7].刘元亮,杨睿,封叶,金滔,汤珂.容腔调相的单级行波热声发动机起振特性[J].声学学报.2018
[8].罗凯.叁级环路行波热声发动机的数值模拟及实验研究[D].浙江大学.2018
[9].周进.斯特林热声发动机的数值模拟研究[D].辽宁科技大学.2018
[10].朱保宇.驻波热声发动机理论和实验研究[D].合肥工业大学.2018
论文知识图
