摘要：研究基于热声相控阵列的宽频带声聚焦效应.设计新型热声相位控制单元,通过改变单元的空气温度控制声波波速,实现声波透射与反射相位延迟覆盖2π区间.设计四种不同类型的热声相控阵列聚焦透镜,采用8种或2种热声相位控制单元分别实现了透射与反射声聚焦效应.与其他类型的声聚焦透镜相比,热声相控阵列聚焦透镜具有宽频带、高聚焦性能、设计方案简单等优点.

摘要：介绍了一种热声驱动制冷与发电一体机的设计思想和优化过程。在一直线型半波长谐振器内依次布置4个功能单元:驻波热声发动机、行波热声发动机、行波热声制冷机和发电机。直线型结构代替环形行波回路,避免了声直流等制约热声技术商业化发展的问题。系统中发动机为制冷机和发电机提供驱动声源;驻波发动机为行波发动机和制冷机提供行波声场条件;发电机实现声电转换的同时,增加系统中的行波成分,调节系统中的声场。各个功能单元有机的结合,相互配合工作,在实现自身功能的同时为其他功能单元创造有利的工作环境。

摘要：根据声传播规律和声场边界条件分析,在热声发动机和热声制冷机之间增加一段波导管,可以有效提高制冷机回热器的驱动声压,同时增加当地声阻抗,降低回热器平均振荡速度,减少黏性耗散.波导管传输特性的计算和分析表明:波导管的特征尺寸(包括特征长度和相对水力半径)是提高回热器声压和声阻抗的关键参数;相对水力半径和阻抗相角是影响波导管最佳特征长度的主要因素,无量纲阻抗幅值的变化将会加剧这种影响.依据波导管的声传输特性,通过选择较大的面积比和降低波导管长度实现热驱热声制冷耦合系统中的阻抗匹配设计,实现热声发动机与热声制冷机的协调工作.

摘要：对热声系统高温段的漏热进行理论分析,建立高温段真空防护结构的物理模型,并基于fluent中S2S模型,对模型进行了稳态数值模拟,得到了辐射散热量、导热量、外表面的热流量随加热温度的变化,以及辐射和导热占总漏热量的比值;在此基础上,对防护结构进行优化,提出防护结构2,对比分析了两种热防护结构的防漏热效果。结果表明,真空防护结构会有效的减少系统的漏热,增大系统的热声转换效率,且优化后的结构2较结构1更能有效的减少系统漏热。

摘要：给出了一种声学调相变压结构,并理论上讨论了该结构的调相变压机理。结果表明:在一定的几何条件下,该结构能够实现不受负载影响的声压放大功能,并输出声压倒相;将该结构应用于热声热机驱动热声制冷机或脉冲管制冷机的耦合,可以取得更好的效果。

摘要：热声驱动脉管制冷机通常采用直接或者长管耦合的方式,但是因为耦合后的发动机和制冷机难以达到最佳的工作状态,耦合长管的损失也比较大,因此整体效率较低。本文提出一种热声驱动脉管制冷机结构,利用谐振子耦合热声发动机和脉管制冷机,能够显著减小声功传递损失,提升整机效率。全文针对在900 K加热温度、80 K空气液化温区下的热声驱动脉管制冷机展开理论研究,首先分析了谐振子耦合机理,并对谐振子参数进行了优化设计;其次,研究了加热温度、制冷温度和机械阻尼对系统性能影响;最后,将谐振子耦合型与长管耦合型两种方式的热声驱动制冷机进行了对比分析。结果表明:在平均压力为3MPa,加热温度为900 K,制冷温度为80 K时,谐振子耦合的热声驱动制冷机可获得整机22.5%的效率,而长管耦合的热声驱动脉管制冷机获得11.6%的效率。

摘要：在环境温度低于0℃时,常规空气源热泵会出现压比过高、效率和制冷量急剧下降等问题。为了解决这些问题,提出了电驱动双作用行波热声热泵技术。通过数值计算优化了该新型热泵的结构尺寸,设计出一台电驱动低温环境下运行的双作用行波热声热泵。在环境温度253 K(-20℃),泵热温度323 K(50℃)的条件下,新型热泵的制热系数达到了2.93,相对卡诺效率接近64%,泵热量为4 722.6W,压比仅为1.19。热泵多种运行工况的计算结果表明该热泵能够在效率变化较小的情况下调节泵热量的大小;环境温度和泵热温度的改变对系统的运行状态影响不大;该系统制冷时亦有不俗的表现。双作用行波热声热泵在低环境温度情况下的这些优点使其非常有潜力成为高端热泵技术。

摘要：利用波动理论建立双向时滞模型,以研究圆孔结构和平板结构换热器微通道中温度波的振荡特性.结果表明,温度波的振幅随着无因次时间准数ωτ值的增大而减小;在流道中心,其振幅随着δrαh的增大均有一个先增大后减小的过程,并且平板结构换热器的性能要优于圆孔结构换热器;为了提高换热器的换热性能,圆孔结构一般设计1<rhδα<2,平行板结构一般设计1.5<rhδα<2.5.

摘要：热声制冷技术是一项新的冷制技术。它具有无运动部件、运行可靠、寿命长和环保等优点。在航天、微电子、低温物理及军事等领域有着十分诱人的应用前景。热声制冷机主要由声驱动器、共振管、热声叠和换热器等部件组成。根据热声制冷原理,利用常见的材料和仪器,采用自制的玻璃管状热声叠,设计了一套结构简单的扬声器驱动热声制冷实验验证装置。实验结果表明:以空气作工质,在无冷却措施的情况下,在系统运行较短时间内,实现了13℃的降温及25℃的温跨,热声制冷效应十分明显。该装置可用于研究热声制冷效应的影响因素。

摘要：利用热声制冷效应设计了一套由扬声器、谐振管、板叠、冷热端换热器、功放模块、温度感应模块、32控制板、触摸屏等器件组成的热声制冷演示仪,装置集示波器、函数发生器部分功能于一体,且实验者可以通过接触演示仪感觉到制冷效果。