时均流诱导热声振荡机理研究

时均流诱导热声振荡是一种新型的能量转换方法，基于其原理可建成完全没有运动部件的、以风能驱动的热声制冷机。本项目拟从理论、数值计算和实验三方面对其机理进行研究：建立时均流剪切边界层非稳定性问题的多维度、可压缩流、非稳态物理模型，确定声场工作频率和强度与漩涡形成周期、数量和运动速度的定量关系。在此基础上引入非线性热声学理论，首次建立时均流诱导热声振荡的完整物理模型。基于DES算法，利用CFD方法对物理模型数值求解，获得压力场、速度场、温度场和密度场的数值解，实现完整物理场分析；研制一台时均流驱动的高效热声制冷机，在热声板叠上产生不小于150K的可用温差，对时均、交变流场中的压力（波动）、速度（波动）、温度（分布）进行精确测量，通过综合分析发现其中蕴含的规律。最后，通过理论和实验相结合，探明时均流、诱导声场、热声效应之间的耦合作用机理，为实现以自然风等时均流驱动的热声制冷机奠定理论基础。