脉冲管制冷机交变流动动态特性数值研究：第二部分：数值模拟结果

第一部分给出了脉冲管制冷机数值模拟的基本方程和改进的数值计算方法。这一部分采用第一部分的方法对脉冲管制冷机的内部交变流动，换热以及制冷过程进行了详尽的数值模拟研究，得到了脉冲管制冷要内部各参数的动态变化，分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响，并与实验结果进行了比较，数值模拟分析与实验结果符合良好，     

高频微型脉冲管制冷机的数值研究

利用数值方法模拟了高频微型同轴脉冲管制冷机内部气流交变流动和换热过程。给出了小孔型，双向进气型和多路旁通型脉冲管制冷机内部气流动态参数的瞬态变化。分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响。     

斯特林制冷机的数值模拟与实验验证

以微分置式制冷机为研究对象,采用节点分析法,数值模拟了制冷机内部的交变流动和换热过程,得出其内部压力,温度,流速等参数的动态变化规律,计算结果与实验结果进行了比较,压力参数,示功图均能较好地吻合。程序采用模块化结构,具有一定的通用性,该程序为微型斯特林制冷机的工程化应用研究提供了合理的设计依据。     

脉冲管制冷机内部交变流动过程实验研究第一部分实验装置与数据处理系统

鉴于脉冲管制冷机内部流动过程是复杂的动态交变流动,运行参数、结构参数和调相机构等对内部流动规律的影响还不是十分清楚,建立了脉冲管制冷机内部动态参数测试装置,介绍了实验系统的组成,测试设备和数据采集与处理方法.该实验台能准确测量蓄冷器入口和脉冲管热端的压力波和速度波,通过对它们的幅值与相位的分析,能够系统的得到各种因素对脉冲管制冷机内部流动状态的影响规律.     

ST型脉管制冷机的数值模拟

利用有限差分的数值模拟方法,建立了斯特林型脉管制冷机的数理模型,并编制了数值模拟程序.模拟结果表明该程序可以较好地描述脉管制冷机内部气流动态参数的瞬态变化情况,并揭示小孔阀、双向进气阀对制冷机性能的改善作用,为制冷机设计和改进提供依据.     

脉管制冷机特征线数值分析方法

提出运用特征线方法数值计算脉管制冷机的内部流动，提出相应离散方法，数值计算方法和特征线边初值问题的处理方法。算例结合实验进行验证，并论述了脉管制冷机部流动特征线数值分析方法的数理意义。     

热端温度对直线型脉冲管制冷机的影响分析

基于一台单级直线型脉冲管制冷机,研究分析了热端温度变化对制冷机性能的影响关系.建立了一维数值模型,分析了高频脉冲管制冷机内部相关热力学参数随热端温度变化的关系,从而揭示了热端温度变化影响整机性能的作用机理.最后通过实验数据和模拟值的比较研究,验证了模型的准确性.     

脉冲管制冷机的整机二维数值模拟

利用FLUENT软件对脉冲管制冷机进行了二维轴对称数值模拟。和文献中实验的对比结果表明,模拟计算使用的数理模型是合理的,能够准确预报脉冲管制冷机的最低制冷温度。进而,对中科院自主开发的脉冲管制冷系统进行了数值研究,探讨了频率、充气压力以及振幅对脉冲管制冷机性能的影响。结果显示,对于一定尺寸的脉冲管制冷机有一个最佳运行频率,大振幅和相对较小的充气压力可以取得较好的制冷效果。     

脉管制冷机工作过程数值模拟的Lax-Wendroff算法研究

提出将Lax—Wendroff数值方法应用于脉管制冷机气体流动和工作过程的数值模拟。分析了属于Lax—Wendroff数值方法类型、具有2阶精度格式、2阶段MacCormack算法及其相应的离散格式和算法组织。所进行的研究表明，将Lax-wen-droff算法类型应用于数值计算脉管制冷机工作过程所伴随的强烈热交换和流动损失现象的气体流动，可以获得很好的数值稳定性。     

脉冲管制冷机蓄冷器流动特性实验研究 第一部分：实验装置和数据处理系统

蓄冷器是脉冲管制冷机等回热式制冷机的关键部件，它性能的好坏直接影响到回热式制冷机的效率和性能。交变流动蓄冷器中的热量和动量传输及转换过程是一个十分复杂的传热学，流体力学及热力学问题。低温中心针对交变流动蓄冷器的特点建立了动态参数测试实验台。实验台可以模拟各种脉冲管制冷机的真实运行条件。针对50Hz的交变流动蓄冷器的阻力特性进行了系统的实验研究，第一部分介绍实验装置及数据处理系统。     

脉冲管制冷机内部交变流动过程实验研究第二部分 实验结果分析与讨论

对一台小孔型脉冲管制冷机内部动态流动过程进行了系统的实验研究.在准确测量脉冲管制冷机蓄冷器热端和脉冲管热端的压力波和速度波曲线的基础上,对其进行傅里叶分析,得到波动曲线的基本参数,包括幅值和相位等.系统研究了各种条件和工况(包括运行频率、充气压力、小孔开度、压缩机出口压比等)对脉冲管制冷机内部压力波和速度波的幅值与相位的影响规律.实验结果对于脉冲管制冷机的机理理解、设计和调试有着重要的意义.     

切换式脉管制冷机的性能分析

切换式脉管制冷机用于天然带压气源获取冷量，具有一定的优势。本文着重在理论数值分析上对其性能进行了研究，建立了切换式脉管制冷机的数学模型，对制冷机内部过程进行了数值模拟计算，并用实验验证数值分析的可靠性，计算结果揭主要结构参数和操作参数同性能指标的关系，理论数值分析的切换式脉管制冷机的进一步结构优化提供了具有重要的参考价值的依据。     

三级同轴型脉冲管制冷机温度分布对回热器损失影响的数值研究

采用数值模拟方法研究三级同轴脉冲管制冷机,比较分析了同截面回热器和脉冲管的温度差异,并由此研究探讨了回热器各项损失与温度分布的相关性。结果表明,同一级回热器里不同形状的蓄冷材料之间的温度梯度会有较大的变化,导致轴向导热损失的明显增加。     

G—M制冷机常规蓄冷器内部动态过程的数值模拟

运用不同以往的数值方法，初步简便地模拟了G－M制冷机常规蓄冷器内部的动态过程，得出了其内部温度，质量流率分布规律。详细讨论了不同的蓄冷器结构参数对G－M制冷机性能的影响，提出了合理地设计G－M制机常规蓄冷器的措施，已有成功机型为结论提供了依据。     

高频微型脉冲管制冷机的设计计算方法研究

通过对高频微型脉冲管制冷机的几何结构以及运行参数进行分析,介绍了一种理论计算与试验结合的脉冲管制冷机设计方法;由此设计了一微型脉冲管制冷机系统,并进行了试验,实验结果基本满足了设计要求。     

肋片形式对Hampson型换热器流动换热特性影响

微型Hampson节流制冷机广泛应用于电子器件冷却,其换热器效率对制冷机的性能有着决定性作用.采用真实氩气物性参数,对Hampson型螺旋肋片管换热器进行了稳态三维数值模拟研究,研究了环形、螺旋形、锯齿螺旋形、扭曲锯齿螺旋形四种肋片形式的肋片管换热器的流动换热性能.结果表明:相较于螺旋形肋片,扭曲锯齿形肋片能显著提高近...     

惯性管内部交变流动的数值计算与分析

介绍了针对脉冲管制冷机中惯性管内部交变流动的数值计算方法。借助这个方法,计算得到了惯性管内动态压力波、质量流量、质量流量与压力波的相位差等流动参数,分析了这些参数受惯性管入口动态压力波幅值和频率的影响。计算结果验证了在惯性管中存在动态压力波幅值最小的点,进一步发现了该点的位置受入口动态压力波幅值影响较小,受频率影响较大。并且在该点前后,惯性管中质量流量与压力波的相位差沿着惯性管轴向的变化呈现出不同的趋势。     

高频脉冲管制冷机交变蓄冷器流动阻力特性实验研究——第一部分：研究现状及进展

总结了高频微型脉冲管制冷机蓄冷器交变流动阻力特性的研究现状.针对高频脉冲管制冷机设计过程中引用不同的流动阻力系数使得流动压力降结果相差很大的实际情况,系统总结了已有的研究成果,明确了不同经验公式和图表的适用范围,有利于提高高频脉冲管制冷机设计的可靠性.     

大功率斯特林制冷机的整机数值模拟

应用低温制冷机整机模拟软件(SAGE)对一台"3LY—0.8/194"型斯特林制冷机开展了数值模拟研究,得到质量流率、工质压力以及声功、焓流等参数的变化规律,揭示了制冷过程中内部能量流的耦合作用关系。此外,基于回热器内工质的温度分布分析,发现该制冷机的部分回热器未得到有效利用,从而为即将开展的改进实验研究提供了思路。模拟结果显示该制冷机可以达到37.5 K最低制冷温度,在77.35 K能够提供1 044 W制冷量,输入PV功为9 416 W,相对卡诺循环效率达到30.2%。     

低温回热制冷机内交变流动与换热的格子-Boltzmann方法模拟

采用格子-Boltzmann方法(LBM)分别通过对二维通道及多孔介质内交变流动与换热进行了数值模拟,以研究低温回热制冷机中脉冲管内及回热器内交变流动与换热规律.结果表明:二维通道交变流动结果与解析解吻合得很好.当交变流动数较大时,出现速度环形效应,温度表现为周期波动变化.多孔介质内各点速度总体均呈现交替波动变化,但振...