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针束型回热器熵产率的分析: 2012年; 回热器是热声装置的关键部件,在多种具有规则流道的回热器结构中,针束型结构是综合性能最优的结构.针对针束型回热器参数优化问题,建立了以最小熵产率为目标的优化模型,研究基于不可逆性的回热器参数优化方法.通过分析工质在回热器内振荡时由于与固壁的换热和黏性扩散导致的热动力学上不可逆性,对工质在针束型回热器内运动时的熵产率进行了理论分析和数值计算.计算获得了回热器截面分布和截面平均熵产率表达式,分析了针束型回热器中不同位置截面分布熵产率的变化规律,分析了温度梯度对截面平均熵产率的影响,获得了给定特征尺寸截面平均熵产率最小时的最优频率和最优阻抗比.; 杨志春吴锋余仕成; 关键词：熵产率热声不可逆性

包含直线过程的热声微循环有限时间热力学优化被引量：1: 2016年; 建立包含直线过程的热声微循环模型,应用有限时间热力学方法分析此循环模型的最优性能,求出直线过程吸热与放热的临界点,并由数值模拟得出循环的输出功、循环效率及循环效率与循环过程压强比的特性关系,得出3种目标函数的优化解.; 何秋石吴锋陈浩汪拓; 关键词：有限时间热力学输出功

驻波热声系统的自激振荡机理被引量：2: 2015年; 热声发动机的起振过程是一个产生并维持自激振荡的过程,研究热声自激振荡机理有助于进一步了解热声效应的实质.根据热声网络理论,建立了驻波热声发动机的整机网络.将热声网络比拟成电网络,利用厄米特式计算了输入热声网络的视在功流,功流平衡对应自激,在角频率虚部为零的情况下计算了热声发动机的阈值温度和运行频率.结果表明,计算值与实验值符合得较好,充气压力与阈值温度和运行频率的耦合关系大致相同.所得结论有助于进一步探究热声效应机理以及热声发动机系统的优化设计.; 汪拓吴锋李端勇陈浩林杰; 关键词：热声热机自激振荡网络

量子斯特林热机的输出功和热效率被引量：8: 2014年; 量子斯特林热机工质为一维势阱中的粒子,其循环由两个等内能过程和两个等势宽过程组成,分别对应经典斯特林热机的两个等温过程和两个等容回热过程。建立二能级系统量子斯特林热机的量子力学模型,研究工质系统量子态的演化规律。通过求解Schr?dinger方程,分析量子斯特林热机循环的量子力学机理。考虑热漏的影响,得到热机的最大输出功和最大热效率。数值计算表明输出功与热效率之间的关系曲线是回原点的柳叶形,与经典斯特林热机循环输出功和效率之间的关系曲线形状相同。在最大输出功和最大热效率之间的曲线,是量子斯特林热机的最佳运行区段。研究结果有助于了解量子斯特林热机的最优热力性能,为量子斯特林热机的最优设计和模型评估提供依据。; 吴锋汪拓陈林根刘晓威; 关键词：斯特林循环输出功热效率

实际热声微热力学循环利润率分析: 2019年; 建立实际不可逆热声微循环模型,考虑输出声功率和热效率之间的综合协调作用,以利润率为经济协调参数,导出热机的最佳工况位置,研究热漏、不可逆因子以及压力振荡幅值等对热声微循环性能的影响.结果表明:降低热漏损失和不可逆因子,可以改善热声微循环经济性能;当压力振荡幅值在0. 092处利润率取得极大值,该处对应实际热机功率和效率的最佳匹配;此外,循环的p-V相位差越小且接近1. 6时,热机的经济协调效果越好.; 章超明李蒙吴锋云慧敏; 关键词：有限时间热力学利润率

广义传热规律下的斯特林热机的Z函数优化被引量：1: 2019年; 基于广义传热规律Q∝(ΔT)m,建立不可逆斯特林热机模型,并考虑热阻、热漏和回热损失对热机的影响.以Z函数为目标实现功率与效率之间的协调优化,对比研究Z函数与效率、功率与效率,功率与效率的关系曲线,讨论漏热率、回热器效率、回热时间等参数对斯特林热机性能的影响.结果表明:漏热率越小,回热时间越短;回热器效率越大,斯特林机性能越好.; 云慧敏章超明吴锋李蒙殷勇; 关键词：斯特林热机

Thermodynamic optimization for a quantum thermoacoustic refrigeration micro-cycle被引量：3: 2020年; A model of quantum thermoacoustic refrigeration micro-cycle(QTARMC)is established in which heat leakage is considered.A single particle contained in a one-dimensional harmonic potential well is studied,and the system consists of countless replicas.Each particle is confined in its own potential well,whose occupation probabilities can be expressed by the thermal equilibrium Gibbs distributions.Based on the Schrodinger equation,the expressions of coefficient of performance(COP)and cooling rate for the refrigerator are obtained.Effects of heat leakage on the optimal performance are discussed.The optimal performance region of the refrigeration cycle is obtained by the using ofΩobjective function.The results obtained can enrich the thermoacoustic theory and expand the application of quantum thermodynamics.; E QingWU FengCHEN Lin-genQIU Yi-nan

基于多目标函数的热声制冷机性能优化: 2019年; 在考虑热漏、热阻及不可逆因子等因素的情况下,建立复指数传热规律的不可逆热声制冷机循环模型.以热声制冷机输入功率P,系统输出率A,系统不可逆损失率Q,制冷率R构建多目标函数,采用线性加权评价函数法求解,分析多目标函数与各参数的优化关系,得出多目标优化可以较好地协调各性能指标间关系的结论.; 蒋智杰吴锋吴锋李蒙云慧敏; 关键词：热声制冷机有限时间热力学多目标优化

线性唯象传热下的斯特林制冷机的Ω函数优化: 2019年; 以线性唯象传热规律为基础,建立了不可逆斯特林制冷机的相关模型,结合热阻、热漏、回热损失等一些不可逆因素,将能使性能系数和制冷率达到平衡的Ω函数作为目标,对斯特林制冷机进行有限时间热力学优化。数值计算的结果表明:不可逆因素A1和热漏越小,Ω函数所取得的极值越大。在温比相同的条件下,制冷率和性能系数不能在同一工况下取得最大值,故而通过协调优化,使Ω函数在某一工况下存在极大值,进而实现制冷循环性能最佳,并最终对实际斯特林制冷机的发展和改进提供理论指导意义。; 王寿海云慧敏章超明吴锋

热声理论的研究进展被引量：23: 2012年; 简要介绍了热声振荡的基本原理和特点,在具有偏置温差的热声核声通道中熵波和振荡流体的相互作用会产生热声效应—热声自激振荡或热声泵热.热声效应在热声热机(制冷机)、热声空调、混合物分离、太阳能利用等领域具有十分诱人的应用前景.回顾了热声理论的研究进展,主要包括热声网络模型、参数激励机理、特征时间研究、热力学优化、格子气模拟以及非线性热声理论等方面的一些最新成果.重点介绍了辛群在热声网络中的应用.系统中等温流体管道内工质运动的传输矩阵为辛矩阵,而存在温度梯度的热声回热器中气体工质微团的传输矩阵可以通过变量代换,将传输矩阵转换为辛矩阵,使整个热声系统网络传输都可用辛矩阵传输来表示.对热声理论研究的发展趋势进行了展望,提出了一些有待解决的问题和研究思路.; 吴锋李青郭方中舒安庆; 关键词：热声效应自激振荡

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国家自然科学基金(51176143)

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