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热声发动机的CFD数值模拟
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:工程热物理学报
  • 时间:0
  • 页码:6-10
  • 语言:中文
  • 分类:TK123[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室,北京100190
  • 相关基金:自然科学基金杰出青年基金(No.50625620); 中国科学院三期方向性项目资助(No.KJCX2-YW2-W 02)
  • 相关项目:工程热力学
中文摘要:

采用计算流体动力学(CFD)方法,对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机实验系统分别进行了二维和三维数值模拟。计算模型具有与实验系统相同的几何结构、尺寸和运行工况。对计算模型的有效性进行了研究,表明实现有限换热条件的板叠实物模型适合驻波热声发动机的模拟,而实现局域热平衡的多孔介质模型适合热声斯特林发动机的模拟。计算结果成功观测到了非线性的自激振荡演化过程,捕捉到了两种发动机的不同非线性现象。计算结果分别给出了两种热声发动机内部的声场分布特性和复杂流场。计算结果与实验结果的对比验证了CFD方法对高频驻波热声发动机和热声斯特林发动机模拟的有效性。

英文摘要:

An experimental high-frequency standing-wave thermoacoustic heat engine and thermoacoustic-Stirling heat engine are simulated by using computational fluid dynamics(CFD).The numerical models have almost the same geometrical configurations,dimensions and operating conditions as those in the experimental systems.The models are validated and indicated that the solid and fluid coupled model that assumes finite heat transfer is feasible for the simulation of the standing-wave thermoacoustic heat engine,while the porous model that assumes local thermal equilibrium is suitable for the simulation of the thermoacoustic-Stirling heat engine.The calculations successfully captured the nonlinear spontaneous oscillation,and observed different nonlinear phenomenon in the engines. Meanwhile,the complicated acoustic field and flow field are given.Finally,the calculated results are validated with the experimental results.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026