rijke管熱聲效應(yīng)與熱聲制冷機(jī)的數(shù)值模擬

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1、杭州電子科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。論文作者簽名：勰鵬日期：≥DJf年1月11日學(xué)位論文使用授權(quán)說明本人完全了解杭州電子科技大學(xué)關(guān)于保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)

2、單位屬杭州電子科技大學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表論文或使用論文工作成果時(shí)署名單位仍然為杭州電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。(保密論文在解密后遵守此規(guī)定)論文作者簽名：趣瓣】曬指導(dǎo)教師簽名：日期：芝口11年J月I舊日期：年月日杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文運(yùn)用CFD數(shù)值模擬的方法對(duì)熱聲效應(yīng)的發(fā)生及發(fā)展機(jī)理進(jìn)行了比較全面的研究。首先建立理論模型，給出了熱聲效應(yīng)的流動(dòng)與傳熱數(shù)學(xué)模型，包括一般形式的

3、連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，以及狀態(tài)方程，非穩(wěn)態(tài)、可壓縮的標(biāo)準(zhǔn)k-e湍流模型，多孔介質(zhì)內(nèi)部的流動(dòng)傳熱模型等。然后選取聰．ke管為研究對(duì)象，詳細(xì)研究TRijke管中熱聲現(xiàn)象的起振過程、極限周期振蕩過程。對(duì)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了相位分析以及頻譜分析，對(duì)熱聲效應(yīng)激發(fā)出的聲信號(hào)進(jìn)行了能量分析。之后給出了蹦ke管內(nèi)以壓力為代表的物理參數(shù)的空間分布云圖的周期性脈動(dòng)體現(xiàn)。作為熱聲效應(yīng)的一個(gè)應(yīng)用，選取熱聲制冷為研究對(duì)象，具體設(shè)計(jì)了一個(gè)熱聲制冷機(jī)模型，并用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)其進(jìn)行了模擬，得到了比較明顯的制冷效果。之后又對(duì)該模

4、型進(jìn)行了外形上和內(nèi)部換熱裝置結(jié)構(gòu)上的兩次改進(jìn)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較細(xì)致的分析，重點(diǎn)對(duì)優(yōu)化后模型的換熱裝置附近的流場(chǎng)進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，模型內(nèi)部溫度的變化都是在波動(dòng)中升高或降低的，體現(xiàn)出壓力的波動(dòng)對(duì)溫度等參數(shù)的影響作用。熱聲制冷機(jī)的換熱部件是其關(guān)鍵的工作部件，對(duì)換熱器和回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)的改進(jìn)可以對(duì)制冷效果進(jìn)行大幅的提升，管的外部形狀的改變能夠?qū)χ评湫Чa(chǎn)生一定的影響，但是并不特別明顯。內(nèi)管兩端口附近區(qū)域流場(chǎng)漩渦周期性生成和破碎是熱聲制冷機(jī)泵熱的關(guān)鍵所在。本文的研究對(duì)于深入理解熱聲效應(yīng)的機(jī)理，以及熱聲效應(yīng)的實(shí)際

5、應(yīng)用、熱聲制冷機(jī)的研制具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：數(shù)值模擬，N-S方程組，Rijke管，熱聲效應(yīng)，熱聲制冷機(jī)，多孔介質(zhì)～杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTThemechanismofThermoacousticphenomenoninaRijketubeisresearchedbytheCFDmethod．nletheoreticalmodelontheflowandheattransferforThermoacousticeffect，includingcontinuityequation,mo

6、mentumequationsandtheenergyequation,stateequationofidealgas，k-epsiionmodelforturbulence，flowandheattransfermodelsintheporousmediamaterial，hasbeenestablishedfirSt垃Then,theRijketubeissimulateddetailed,andtheprocessofoscillationstaItmgupandthelimitcycleoscill

7、ationispredictedcarefully．AmethodofthephaseanalysesandFFTanalysesisusedtodealwiththesimulatedresultsofThermoacousticphenomenon．Last耽aseriesoffilledcontoursofpressureintheRijketubemodelareillustratedthespatialandtemporalchangeofThcrmoacousticclearly．Asanapp

8、lication,ThermoacousticcoolingWasinvestigated．ThecoolingeffectofThermoacousticcoolerWaspredictedbynumericalmethodevidently．11圮improvementonthefigurationandinnerconfigurationarecarriedoutforThermoacousticcoole