行波热声斯特林机中自激振荡的实验分析———利用相空间重构方法.pdfVIP

年第 期 低 温 工 程 %%$ ! (+ - ! %%$ 总第 期 !$! .*/012(3.4 456 (+ - !$! 行波热声斯特林机中自激振荡的实验分析 ! ———利用相空间重构方法 ! ! ! ! ! 张晓青 李正宇 伍继浩 李青 涂虬 禹智斌 郭方中 ! （华中科技大学制冷与低温实验室 武汉 #$%%# ） 中科院理化技术研究所 北京 ） （ !%%%’% 摘 要 一个由环形行波圈和谐振管组成的热声斯特林系统已成功的设计和建 造，本文介绍了使用声信号的时间序列来进行相空间重构，用相空间重构方法来描 述和分析行波热声系统中的自激振荡，对系统的起振特性以及行波模态到驻波模态 的转变进行了实验分析和研究。 主题词 行波热声斯特林机 自激振荡 相空间重构 ! 前言 ［］ 自从( ) *+,, ! 以来的几十年，关于热声的许多研究工作，引起了对热与声波间相互作 用现象研究兴趣的日益增多，其中广泛研究的绝大部分是关于驻波热声机和制冷机。行波热 ［］ ［，］ $ # 声的设计思想虽然在 多年前就已提出 ，但只是在最近几年才有更多的研究兴趣 注重 % 到这种效率更高的行波热声系统上。热声斯特林系统目前常使用的结构通常是由行波环形圈 和谐振管系统组成，该系统中复杂的声场条件和非线性的声特性使得对热声振荡和系统动态 特性的研究更为复杂和困难，在这种前提 下，需要寻找新的和更有效的方法来研究 复杂的热声系统，相空间重构的方法适合 于研究复杂非线性热声系统的稳定性和动 态特性，将相空间重构的方法应用到本实 验样机上，是我们试图更深的研究自激振 荡的一种有意义的尝试。 实验装置 本研究中的热声斯特林机实验装置与 文献 ［］中的热声系统的结构基本相同， # 图 热声斯特林机实验装置 如图 所示，也是由一个热声环形圈和谐 ! ! 修改稿于 年 月 日收到。张晓青，女， 岁，副教授，博士。 ! %% 7 ’ $’ $* 低 温 工 程 %**( 年 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ［，］ ! 振管组成。它是基于有源网络模型和方法 设计的，其频率较高，结构尺寸较小，系统长 ，环行圈高 ，中心线长 ，回热器由 目丝径为 的不锈钢丝网 #$% ’ ( ’ )* + , ’ ,* * + #