热声效应及其应用讨论进展打开文本图片集摘要：热声效应是一种热与声相互转化的现象，涉及复杂的非线性因素，而热声机械无运动部件，有着宽阔的应用前景。为加深对热声效应的讨论，文中首先介绍了热声理论的讨论进展状况，分析了各个理论的局限性及适应性，接着从实验讨论及数值模拟两方面总结了现有的讨论方法及其取得的讨论成果，之后详细阐述了热致声与声致冷 2 种效应的应用。最后，基于当前的讨论现状，分析了热声理论在讨论与应用方面存在的问题与遇到的挑战，讨论了热声转化的發展趋势。结果表明，建立科学的适用于大振幅热声效应的理论方法是进展推广热声效应的难点和重点，而数值模拟与实验讨论的有效结合是推动热声理论进展的强有力手段，虽然目前热声机械还只停留在实验室讨论，但凭借热声转换的独特优势，热声装置将会是清洁能源、航空航天、消防等行业的重要应用技术。关键词：热声效应；热声理论；热声应用；热声轰燃探测器；数值模拟中图分类号：TB61文献标志码：A0 引言在可压缩流体介质中（第一介质），热声效应是指时均热流与时均声流通过具有温度差的固体壁（第二介质）相互转化，热声机械就是利用热声效应，实现一般的使用目的。早在 200 多年前，人们就发现热与声之间的微妙关系，其中，Putnam 在其综述提到“歌焰现象”，即将两端开口管的一端靠近燃烧的氢火焰时，开口管会发出像风琴管一样的声音[1]。人们开始定性的讨论热声现象，其中比较著名的有 Soundhauss 管[2]与Rijke 管[3]，但是这些实验中观察到的振荡很弱，较为强烈的声振荡讨论是在 Ceperley 提出的热声 Stirling 发动机，他将声波代替传统 Stirling发动机的运动部件，在理论上可以达到卡诺效率[4]。1999 年，Swift 与Backhauss 建立的新型热声 Stirling 发动机能够达到 41%的相对卡诺效率，并获得了美国当年的“R&D100”奖[5]，这对热声效应的讨论产生极大的鼓舞。热声理论的讨论于 1868 年 Kirchhoff 由气体与固体管壁的振荡传热计算管道中的声衰减开始[6]，之后 Rott 建立了线性热声数学模型，对热声机械定量的讨论有重要的意义[7]。从 1990 年开始，热声讨论集中于非线性热声理论，尤其是讨论技术与讨论方法的巨大进展带动非线性热声理论的进步，从而可以科学地优化热声机械。根据热声效应的原理，热声机械可分为热致声的热声发动机和声致冷的热声制冷机[8]。其中，热声发动机通过热能交换激起声振荡；热声制冷机通过声波将热能...
