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《熱聲回?zé)崞鲀?nèi)聲場數(shù)值模擬研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年第5期低溫工程N(yùn)O．520l4總第201期CRY0GENICSSumNo．2O1熱聲回?zé)崞鲀?nèi)聲場數(shù)值模擬研究毛伊依謝秀娟楊少柒李青(中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實驗室北京100190)(中國科學(xué)院大學(xué)北京100049)摘要：對熱聲系統(tǒng)板疊及其附近流域進(jìn)行了聲場、流場特性的數(shù)值模擬研究。通過不同計算方法的對比，網(wǎng)格獨(dú)立性驗證等確定了誤差最小的二維可壓縮湍流模型。模擬結(jié)果分析了典型工況下熱聲回?zé)崞鲀?nèi)部的壓流分布特點(diǎn)，觀察了板疊末端渦結(jié)構(gòu)的周期性，并且對比了不同周期下渦結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明，在壓力場達(dá)到穩(wěn)定后，由于流場的粘性，使得回?zé)崞鲀?nèi)速度場的穩(wěn)定具有
2、滯后性，兩者的穩(wěn)定并不同步。關(guān)鍵詞：熱聲回?zé)崞饔嬎懔黧w力學(xué)渦中圖分類號：TB61，TB65文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000．6516(2014)05—0034．06NumericalstudyofsoundfieldinthermoacousticregeneratorMaoYiyi'XieXiujuanYangShaoqi'LiQing(KeyLaboratoryofCryogenics，TechnicalInstituteofPhysicsandChemistry，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)(Grad
3、uateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Thestackofastanding-wavethermoacousticrefrigeratorwasstudied．Theacousticpressureandhydroprocessesnearandwithinathermoacousticcoupleweresimulated．Theinfluencesofnumericmethodologyonthesimulationofnonlinearthermoacoustic
4、processwerestudied．Thedistributionofstaticpressureandvolumevelocityamplitudeinthesystemwerediscussed．Meanwhile，thevo~exstructureattheendofthestackwasobservedandcomparedthevortexstructureunderdifferentcycle．Theresultsshowedthat，becauseoftheviscouseffects，thestabilityofthevelocityfieldint
5、heregeneratorislagcomparedwiththepressurefield．Keywords：thermoacoustic；regenerator；CFD；vo~ex由于熱聲熱機(jī)內(nèi)部復(fù)雜的工作機(jī)理，涉及到交變1引言流動、傳熱及熱力學(xué)過程，傳統(tǒng)的熱聲理論都是基于根據(jù)熱聲原理研制的熱聲熱機(jī)能夠在一定的幾一階線性理論模型，對于聲直流、突變截面等非線性何和熱力條件下實現(xiàn)熱能與聲能之間的相互轉(zhuǎn)熱聲效應(yīng)及其現(xiàn)象有著很嚴(yán)重的局限性，并不能完全化?。由于其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高使其應(yīng)用前景非解釋這些過程，因此對數(shù)理方程的數(shù)值模擬成為解決常廣闊。問題的重要手段。近年來，隨
6、著商用CFD軟件的完收稿日期：2014—07—23；修訂日期：2014—09—23基金項目：國家自然科學(xué)面上基金項目(No．11274318)支持。作者簡介：毛伊依，女，25歲，碩士研究生。第5期熱聲回?zé)崞鲀?nèi)聲場數(shù)值模擬研究35善與發(fā)展，國內(nèi)外利用CFX、Fluent等軟件開展了一板疊末端渦結(jié)構(gòu)，對比單個周期及多個周期之間的變定的模擬研究。化，尋求該變化的規(guī)律性。2003年，P．Blanc．Benon等采用有限差分法得2理論分析到熱聲制冷機(jī)回?zé)崞骼涠说臏囟惹€。2008年，余國瑤研究了駐波熱聲發(fā)動機(jī)，對板疊回?zé)崞鬟M(jìn)行2．1基本物理模型了二維拓?fù)滢D(zhuǎn)換，采用流固耦合模型，
7、觀測到了回?zé)岜狙芯繀⒄盏囊延袑嶒炑b置如圖1所示。實驗器壓力幅值從放大到飽和的過程，以及其本身的渦流系統(tǒng)由雙通道函數(shù)／任意波形信號發(fā)生器輸出同頻固場，揭示了駐波型熱聲發(fā)動機(jī)的熱力學(xué)及聲學(xué)特性，定相位差的正弦信號驅(qū)動對置放置的揚(yáng)聲器在測試與實驗研究結(jié)果較好地吻合。同年，L．Zoon~ens管道中產(chǎn)生特定聲場。測試管道由3部分組成，兩端等建立了流固耦合模型，結(jié)果表明板疊的厚度嚴(yán)是長度約為400mm的28mm×28mm矩形衛(wèi)生級格控制著回?zé)崞髦車郎u的產(chǎn)生和強(qiáng)度，板間距的增不銹鋼管，中間段安裝有長40mm板厚為1mm間距加提高了熱傳遞效率但增大了熵消耗；隨后
