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用于热声系统的多孔型回热器模型

华中科技大学学报（自然科学版） 2013年第11期41卷 7-11页

作者：杨少柒谢秀娟李青中国科学院低温工程学重点实验室北京100190

对用于热声系统中的弯曲流道的多孔材料回热器建立了理论模型.该模型将Brinkman-Forchheimer扩展达西方程作为动量方程,并在动量方程与能量方程中保留二次项.推导得到了多孔型回热器的波动速度、总能流、热流和温度差表达式.定义了无量... 详细信息

对用于热声系统中的弯曲流道的多孔材料回热器建立了理论模型.该模型将Brinkman-Forchheimer扩展达西方程作为动量方程,并在动量方程与能量方程中保留二次项.推导得到了多孔型回热器的波动速度、总能流、热流和温度差表达式.定义了无量纲参数Sw和达西数,在热声制冷机系统中,分析了不同Sw下波动速度的截面分布和热流随达西数的变化.数值分析了特定工况下回热器冷热端温差,并与Swift经典线性理论、Tasnim理论和实验结果进行对比.结果表明所建模型与实验结果符合得更好,验证了模型的适用性.

关键词：热声系统多孔材料回热器渗流率制冷机

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热声系统的工程优化设计

低温工程 2004年第3期 35-40页

作者：张晓青陈宇郭方中涂虬清华大学物理系华中科技大学制冷与低温实验室武汉430074 华中科技大学制冷与低温实验室

介绍了热声系统无因次化的工程优化设计数学模型 ,描述了热声系统的优化算法。对声驱动的热声制冷机和热声发动机两种典型的热声系统的板叠 ,进行了优化设计计算 ,得到了两系统中热声板叠的性能和效率曲线 ,并对影响热声系统性能或效率... 详细信息

介绍了热声系统无因次化的工程优化设计数学模型 ,描述了热声系统的优化算法。对声驱动的热声制冷机和热声发动机两种典型的热声系统的板叠 ,进行了优化设计计算 ,得到了两系统中热声板叠的性能和效率曲线 ,并对影响热声系统性能或效率的因素进行了分析与讨论 ,优化确定了板叠的结构参数 ,为热声系统的工程优化设计和性能预测提供了一种有效的方法。

关键词：热声系统工程优化设计热声板叠数学模型热声制冷机热声发动机

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热声系统起振机理的初步研究

低温工程 2002年第5期 6-11页

作者：欧阳录春邱利民张武孙大明谢雪梅浙江大学制冷与低温研究所杭州310027

根据气体密度、粘度和导热系数等物性参数随温度的变化规律 ,在对热声系统中热声转换的关键部件丝网板叠进行合理简化的基础上 ,给出了热声系统起振机理的一种初步解释 ,对进一步完善热声理论具有一定指导意义。

关键词：热声系统起振机理驻波型热声发动机系统热声理论丝网板叠换热热声振荡

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热声系统混合磁路永磁直线发电机电磁分析

微电机 2011年第5期44卷 1-4页

作者：夏加宽贾海媛何新沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870

针对热声系统,提出了一种混合磁路永磁直线发电机的设计方案。定子采用旋转电机结构,动子采用纵向横向混合磁路结构,动子轴向往复运动产生感应电动势。有限元法分析结果表明,电机达到常规电机的电磁负荷,且纵向磁场对反电势影响很小。... 详细信息

针对热声系统,提出了一种混合磁路永磁直线发电机的设计方案。定子采用旋转电机结构,动子采用纵向横向混合磁路结构,动子轴向往复运动产生感应电动势。有限元法分析结果表明,电机达到常规电机的电磁负荷,且纵向磁场对反电势影响很小。该型发电机结构简单,工艺性好,更适合于热声发电系统应用。

关键词：热声系统混合磁路永磁直线发电机三维电磁场计算

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热声系统时滞稳定性研究

热声系统时滞稳定性研究

作者：张冬南京理工大学

学位级别：硕士

在众多动力推进系统中,如火箭发动机、航空发动机等,燃烧室的大幅自激热声振荡现象的存在是极其危险的。因此,研究此类动力系统的运动稳定性及失稳机理显得尤为重要;同时对于失稳系统施加有效反馈控制的研究亦具有重要的工程价值。然而... 详细信息

在众多动力推进系统中,如火箭发动机、航空发动机等,燃烧室的大幅自激热声振荡现象的存在是极其危险的。因此,研究此类动力系统的运动稳定性及失稳机理显得尤为重要;同时对于失稳系统施加有效反馈控制的研究亦具有重要的工程价值。然而,系统反馈控制中存在的时滞问题不可避免。本文采用H-?模型表征预混燃烧与流动扰动之间的耦合,建立热声系统的时滞微分方程,利用Galerkin展开将无限维系统截断为有限维系统,分别对单自由度和两自由度热声系统的时滞稳定性进行理论和数值研究。本文首先对热声现象及其失稳机理进行了探讨,结合热声不稳定现象的实验结论进行合理假设,推导了时滞热声系统的理论模型,给出了系统声压的能量表达式及边界条件,为进一步研究热声系统的时滞稳定性奠定了理论基础。随后,研究了时滞τ、声损ξ和燃烧-流动相互作用指数H对单自由度热声系统时滞稳定性的影响,发现系统中存在与时滞有关的稳定性切换区域和与时滞无关的稳定性不切换区域。在稳定性可切换区域中,根据H和ξ取值的不同,存在稳定性单次切换区域与多次切换区域。通过求解时滞τ与参数H、ξ的稳定性切换边界解的结构并以此绘制切换边界的三维图,详细刻画了热声系统丰富的时滞动力学行为。最后,研究了两自由度热声系统的时滞动力学行为。通过推导两自由度热声系统时滞稳定性切换边界条件,并借助DDE-BIFTOOL的MATLAB工具包以数值仿真的结果验证了理论推导的准确性。通过与单自由度热声系统时滞动力学分析结果对比,给出了两自由度系统更为丰富的动力学行为。本文的工作对于进一步研究热声系统的时滞动力学行为,更为科学合理地设计发动机、增压器以及工业锅炉等设备的燃烧室具有重要的参考价值。

关键词：热声系统热声不稳定时滞稳定性切换 DDE-BIFTOOL

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热声系统横向磁通直线发电机的研究

热声系统横向磁通直线发电机的研究

作者：郑少伟沈阳工业大学

学位级别：硕士

热声发电技术是一种可靠性高，制作成本低，热源广泛，热效率高以及环保的热发电技术，它是缓解目前能源危机问题及解决环境问题的一种新兴技术。热声发电系统是由热声发动机子系统和直线发电机子系统组成，目前对于应用于热声发电技术... 详细信息

热声发电技术是一种可靠性高，制作成本低，热源广泛，热效率高以及环保的热发电技术，它是缓解目前能源危机问题及解决环境问题的一种新兴技术。热声发电系统是由热声发动机子系统和直线发电机子系统组成，目前对于应用于热声发电技术的直线发电机的研究在国际上才刚刚起步。本文主要针对热声发电系统高频、小行程的运行要求，提出了一种横向磁通结构的永磁直线发电机，并进行了具体的理论分析，最后通过仿真和实验对所提出的电机进行验证。论文具体研究内容如下：（1）针对热声发电系统动力源特性，提出了一种横向磁通结构的永磁直线发电机，通过对其结构和工作原理进行理论分析后，建立了该电机的感应电动势和电磁力的数学模型。采用能量法分析电机的端部定位力，得出在一定动子位移范围内，电机定位力的大小与动子位移成正比，方向相反，具有归中性，可用于补偿弹簧力。（2）设计了一台30W横向磁通直线发电机。用Ansoft Maxwell有限元仿真软件建立电机的三维模型，对电机进行电磁分析。分析在动子上开减重孔对电机性能的影响。研究了气隙宽度、永磁体厚度和轴向长度等电机结构参数对端部定位力的影响。（3）结合力特性分析，建立了电机的受迫振动模型，对电机的运动特性进行了分析。分析结果表明，为了使电机工作在机械谐振状态，需要在负载电路中接入补偿电容，使电路部分发生谐振，保证电磁力与动子速度反相。通过分析机械谐振和负载电阻对电机的效率和输出功率的影响，得出该电机的效率不受机械谐振影响，对负载电阻存在最大值;电机的输出功率在机械谐振时可以得到提高，且此时对负载电阻也存在最大值。（4）制造样机，并搭建了实验平台，对样机的定位力和空载反电势进行测试，验证了理论分析的正确性。

关键词：热声系统横向磁通直线发电机定位力谐振

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热声系统新型混合磁路直线发电机优化设计

热声系统新型混合磁路直线发电机优化设计

作者：贾海媛沈阳工业大学

学位级别：硕士

热声发电技术是一种可以利用太阳能、工业余热以及任何燃料燃烧产生的热能来发电的全新的热电转换技术。目前国内外对热声发电技术的研究多集中于热声发动机的研究,对热声发动机产生的声功的利用也主要集中于室温及低温制冷系统。因此... 详细信息

热声发电技术是一种可以利用太阳能、工业余热以及任何燃料燃烧产生的热能来发电的全新的热电转换技术。目前国内外对热声发电技术的研究多集中于热声发动机的研究,对热声发动机产生的声功的利用也主要集中于室温及低温制冷系统。因此对热声发动机驱动发电机的研究极具发展潜力和应用前景。其中如何将声能高效地转换成电能是“声一电”转换的核心技术。首先,本文根据热声系统中热声发动机的机械特性,设计了一种新型结构的永磁直线发电机。定子采用旋转电机结构,动子采用纵向横向混合磁路结构以解决电机轴向运动与磁场径向分布的矛盾。结合永磁旋转电机、永磁直线电机计算方法和三维电磁场计算结果,对永磁直线发电机进行了电磁方案计算,最终确定了电机的主要尺寸。其次,利用有限元软件Ansoft对电机的磁场分布进行了分析。有限元分析结果表明,电机达到常规电机的电磁负荷,纵向磁场对反电势影响很小。同时还分析了电机气隙长度、永磁体宽度对最大铁心磁通及漏磁系数的影响,为该型发电机的优化提供了参考。再次,利用单端定位力分析方法对电机的定位力进行了理论分析,运用全场域三维有限元数值分析与傅里叶级数谐波分析相结合,分析得出电机所受的定位力。为使永磁直线发电机能够正常起动并运行,通过优化电机定子铁心长度使定位力得到了有效的抑制。并分析了电机负载电磁力,得出其变化规律,为以后的系统仿真奠定基础。最后,分析了电机定子齿部、定子轭部和动子轭部的磁密变化波形,并进行谐波分析。采用磁密波形法计算得出电机的铁耗。并通过公式计算得出电机的铜耗。最终确定了电机的效率。分析了电机常用铁心材料对电机损耗和效率的影响,确定了电机铁心的材料。

关键词：热声系统永磁直线发电机三维电磁场计算定位力损耗

噪声扰动下热声系统中变化率依赖的tipping现象

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噪声扰动下热声系统中变化率依赖的tipping现象

Lévy噪声激励下热声系统的Rate-dependent tipping现象

第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：张晓钰许勇

热声系统中的热声不稳定性状态可能会使火箭发动机、航空发动机、燃气轮机等动力燃烧装置产生灾难性后果,故分析热声不稳定性现象,并对其进行预测和控制一直是高性能燃烧系统开发过程中面临的重点和难点问题。热声系统的动力学行为从低... 详细信息

热声系统中的热声不稳定性状态可能会使火箭发动机、航空发动机、燃气轮机等动力燃烧装置产生灾难性后果,故分析热声不稳定性现象,并对其进行预测和控制一直是高性能燃烧系统开发过程中面临的重点和难点问题。热声系统的动力学行为从低振幅突变到高振幅的热声不稳定性状态的转换过程,实际是发生了tipping现象,而当在发生tipping的系统中引入参数变化率时,可能会产生tipping delay现象,这将有助于对像热声不稳定性这样的不理想状态进行控制。因此,本文主要以变化率依赖的热声系统为研究对象,针对噪声扰动下热声系统中变化率依赖的tipping问题,建立了随机扰动下非线性热声系统的动力学模型,分析了变化率依赖的系统中特有的tipping delay现象,进而为热声不稳定性的规避提供了可参考的控制策略和早期预警指标。

关键词：热声系统变化率依赖的tipping 随机扰动

来源： cnki会议评论

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Lévy噪声激励下热声系统的Rate-dependent tipping现象