网络理论及其在驻波、行波热机中的应用

介绍了网络理论在热声热机设计和实验研究中的作用 ,推导出有源热声网络的传输矩阵和混合矩阵的公式及其在驻波、行波热机中的应用。为设计的实验台和进行实验奠定良好的基础。     

行波和驻波模式下热声振荡的临界温度梯度

热声机械作为一种能量转化装置。其效率于传统发动机还有较大差距。本文讨论了热声发动机在驻波和行波两种不同工作状态下,其声功率产生的临界温度梯度与流道尺寸和工作介质的关系,得出了两种模式下最佳的工作条件。结果表明;采用行波形式的热声发动机结构,可以有效降低临界温度梯度,提高热致声的效率,同时可以利用一些低品位来做为热声发动机的高温端。     

压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响

讨论了充气压力对热声压缩机的起振温度等性能的影响 ,着重研究了工作压力对热声驱动脉管制冷机性能的影响。对自行研制的驻波型热声驱动脉管制冷机进行了改进和优化 ,在最近的实验中取得了 1 2 0 K的无负荷最低制冷温度 ,达到液化天然气温区。     

行波型热声驱动器的实验研究

热声驱动器是利用热声效应把热能转化为声能的动力装置,因其不含运动部件,具有结构简单和运行可靠等优点而倍受关注。本文研究的新型行波型热声驱动器在效率方面比驻波型热声驱动器有很大的提高。在简要回顾行波型热声驱动器的发展历史之后,详细介绍了一实验系统的结构和设计情况,并在研制成的实验装置上开展了初步的实验研究,成功获得了热声振荡,以氦气和氮气为工质,得到频率分别为66Hz和23Hz的压力振荡。此外,还考察了压力振幅受加热功率和加热温度的影响,以及安装喷射泵前后的对比实验情况。     

行波热声发动机容腔管和反馈管的调相作用研究

带环形圈的热声发动机是一种新型的行波型热声发动机,由于能够在环形圈内回热器附近调制出行波相位,因此具有比驻波发动机更高的效率。环形圈的反馈管和180度弯管分别在系统中起着感和容的作用,在相位的调制过程中它们起着至关重要的作用,尤其是对于感的作用比较强的小型系统,它们的作用更加突出。该文通过计算,分析了小型行波热声系统中感和容对于回热器入口处和回热器中心位置处的压力波动和体积流率相位的调制作用,以及这种调制作用对于效率,压力波动的幅值的影响。     

电动声源热声致冷机声学和计算实例

我们将各种热声致机简化为一包括声学终端在内的声管道系统，并通过实例讨论了致冷机的声学特性，该管道系统与一般声管道不同：１．在热声堆中热波和粘滞波不可不计。２．在热声堆与声管连接时，必需考虑合成波的体积流；而热声堆内只需考虑传播波的体积流。本文对此提出了阻抗连接条件的修正。实例使用电动扬声器为声源，给出了热声行波和驻波致冷的声学计算方法以及它们的声学特性，所用扬声器的标称伏安为１００ＶＡ，可为热声致     

自激振荡热声发动机的整机数值模拟研究

基于线性热声理论,以复频率作为迭代判据,给出具体的四端口网络模拟算法,对两台实际的热声发动机进行了整机数值模拟,并且结合实验结果进行了对比分析。计算结果证明它们的板叠和回热器分别处于驻波和行波为主要分量的声场中, 成为热声转换的核心。另外发现,频率误差不超过1％,相对振幅实验值约为计算值的70％,基本反映实验规律,同时解释了非线性影响是造成误差的主要原因。     

行波热声发动机的优化设计

对行波热声发动机进行了优化设计 ;对回热器内部的功的损失和回热器的热漏损失进行了分析 ;给出了行波热声热机回热器的优化结构 ;对于设计行波型热声发动机有非常重要的理论指导意义。     

高效室温行波热声制冷机的研究(第二部分:电声压缩机驱动的行波热声制冷机的实验研究)

热声制冷机是利用热声效应将声能转化为热能的新型制冷装置 ,以其环保性及高可靠性等优点吸引着起来越多的科研者。该文研究对象为电声压缩机驱动的室温行波热声制冷机。首先介绍了制冷机的工作原理、设计及加工 ;实验系统建立后 ,改装曲柄 -连杆活塞压缩机 ,使之提供变频的波动压力作为该制冷机的驱动源。初步实验在充气压力 2 .0 MPa、氦气为工质的工况下 ,获得 2 6 4 K的制冷温度     

高频热声驻波发动机性能的实验研究

热声驻波发动机由于内禀的不可逆性而热效率较低,但其系统结构简单和可靠性高的优点使其仍具有一定的应用前景。目前,对高频驻波系统研究较少,搭建了一台高频热声驻波发动机,研究了板叠和谐振管对系统的重要作用,另外,初步探讨了系统热腔内的温度演化过程和稳定振荡时的温度分布特性,这对高频热声驻波发动机实验和数值研究具有指导意义。     

Analytical Solutions of a Trapped Ultracold Ion Experiencing a Travelling Wave Laser without Rotating Wave Approximation

In coherent state representation and in the absence of rotating wave approximation,the analytical forms of the eigenenergies and eigenfunctions of a trapped ultracold ion interactingwith a travelling wave laser are presented for some particular detunings. The differencebetween the standing wave laser and the travelling one radiating a trapped ultracold ion isalso pointed out.     

Wave fronts in inhomogeneous neural field models

In this work we investigate the influence of inhomogeneities on wave front propagation in an excitatory neural field model describing synaptic activity in the absence of delays. This allows the derivation of the spatial (and hence temporal) behaviour of the front velocity under the assumption that the front is approximatively homogeneous in a very small time window. With this assumption we can also derive the spatiotemporal behaviour of the membrane potential analytically in the vicinity of the wave front. In addition to this we investigate stationary solutions such as standing wave fronts and localised activity (so-called bumps) to determine the existence condition of travelling and standing fronts. Numerical results are included to point out the accordance of theory and simulation.     

80 K温区的小型行波低温热声制冷机

热声制冷机由于结构简单、无运动部件,具有广阔的应用前景。本文在已有的小型行波热声发动机的基础上,开展了热声制冷的工作。利用线性热声理论对制冷机进行数值模拟,并对制冷机的各热声元件优化。优化后,系统整体装配横向尺寸仅0.5 m,在充气压力3 MPa,发动机输入功率384 W的条件下,达到了80 K的无负载温度。由于本制冷机由行波型热声发动机驱动,并且是通过线性热声理论优化,因此称之为小型行波低温热声制冷机。     

用频谱分析法测量声光驻波调制器的调制度

从调制的基本概念出发，指出声光驻波调制器件为宽带频率调制型。讨论了调制度概念的成立条件和适用范围。理论上求出其成立条件为ｖ＜０．９（ｖ＝２πＬ△ｕ／λ为衍射光强Ｉ（θ，ｔ）中的自变量）。鉴于一般驻波型声光器件都是含有一定的行波成份，但行波声场和驻波声场在拉曼－奈斯衍射范围内衍射角均遵从ｓｉｎθｍｉ＝土ｍλ／，故两者在空间上是无法分开的。文中给出了从频域上测量调制度Ｍ的一种新方法。并给出了零级和一般衍射光的测量值。     

Travelling Wave Solutions to a Special Type of Nonlinear Evolution Equation

A unified approach is presented for finding the travelling wave solutions to one kind of nonlinear evolution equation by introducing a concept of "rank". The key idea of this method is to make use of the arbitrariness of the manifold in Painleve analysis. We selected a new expansion variable and thus obtained a rich variety of travelling wave solutions to nonlinear evolution equation, which covered solitary wave solutions, periodic wave solutions, Weierstrass elliptic function solutions, and rational solutions. Three illustrative equations are investigated by this means, and abundant travelling wave solutions are obtained in a systematic way. In addition, some new solutions are firstly reported here.     

Classification of All Single Travelling Wave Solutions to Calogero-Degasperis-Focas Equation

Under the travelling wave transformation, Calogero-Degasperis-Focas equation is reduced to an ordinary differential equation. Using a symmetry group of one parameter, this ODE is reduced to a second-order linear inhomogeneous ODE. Furthermore, we apply the change of the variable and complete discrimination system for polynomial to solve the corresponding integrals and obtained the classification of all single travelling wave solutions to Calogero- Degasperis-Focas equation.     

New Exact Travelling Wave and Periodic Solutions of Discrete Nonlinear Schrödinger Equation

Some new exact travelling wave and period solutions of discrete nonlinear Schrödinger equation are found by using a hyperbolic tangent function approach, which was usually presented to find exact travelling wave solutions of certain nonlinear partial differential models. Now we can further extend the new algorithm to other nonlinear differential-different models.     

CFETR螺旋波行波天线的仿真设计与分析

在中国聚变工程实验堆(CFETR)螺旋波的设计参数下,提出一种多阵列行波天线用于螺旋波电流驱动的方案。利用电磁仿真软件CST对三维天线的参考模型进行了仿真,结果表明,在50MHz带宽内,天线电压驻波比<1.2,且天线阵列激发的k谱具有很好的定域性,有利于提高天线的电流驱动效率。     

改进型驻波热声发动机的实验研究

压比是热声发动机性能的一个重要衡量参数。驻波发动机由于自身热力过程的不可逆性,使得目前所能获得的压比通常都比较低。笔者认为除了发动机各部件的尺寸参数之外,换热器的换热性能也是影响发动机压比的一个重要参数。因此本文对驻波热声发动机的换热器进行了改进设计,增强了加热器与工作介质的换热效果,系统的工作压比有了较大的提高。采用氦气、氮气和二氧化碳作为工质,其压比分别达到了1.15、1.22和1.215。