一种基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，包括S1、基于线性热声理论和板叠近似理论，建立回热器的无因次化制冷量方程和无因次化消耗声功方程；S2、设置制冷量方程和消耗声功方程中优化参数的约束条件；S3、建立布谷鸟算法的适应度函数，利用布谷鸟算法确定最优的一组设计参数的数值。本发明专利技术提供的方法操作简单，只需要输入初始参数和约束条件，即可快速得出设计方案，提高了求解的效率。高了求解的效率。高了求解的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法


[0001]本专利技术涉及热声制冷机优化设计技术，具体涉及一种基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器优化设计方法。

技术介绍

[0002]热声制冷机是一种基于热声效应的新型制冷技术，它是利用声驱动热量传输实现能量转换的，具有以下优点：(1)无机械运动构件，解决了零件机械运动磨损损耗问题，使用寿命长：(2)该制冷机一般采用空气等惰性气体，不会产生有害气体污染环境，绿色环保；(3)运行结构简单，方便修理保养；(4)可以根据驱动装置的频率调整设备尺寸，频率越高，体积越小重量越轻，可用于电子设备的散热。这些优点吸引国内外研究人员的关注，热声制冷技术符合新能源发展的趋势，为新能源多元化发展提供更多可能性。
[0003]但是，热声制冷机能源利用率低，制冷系数差强人意也是热声制冷技术大规模应用上的不容忽视的难点，因此热声系统及其核心部件回热器的优化是当前研究的重心之一。回热器是热声制冷机的重要组成部分，可以通过提高回热器的性能来提高系统制冷系数，但回热器运行涉及到的独立变量有14个以上，且变量之间相互制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于线性热声理论和板叠近似理论，建立回热器的无因次化制冷量方程和无因次化消耗声功方程；S2、设置制冷量方程和消耗声功方程中优化参数的约束条件；S3、建立布谷鸟算法的适应度函数，利用布谷鸟算法确定最优的一组设计参数的数值。2.根据权利要求1所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，步骤S1中建立的无因次化制冷量表达式为：无因次化消耗声功表达式为：其中，G为无因次化温度梯度，表达为：其中，L
sn
为无因次化回热器长度、X
sn
为无因次化回热器位置、B为孔隙率、D
r
为驱动比；δ
kn
为无因次化热渗透厚度，Δ；
mn
为无因次化温差，σ为普朗特数，γ为比热比。3.根据权利要求1所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21回热器长度的约束：热声效应都发生在声波的压力波腹和波节之间，因此回热器的两端既不能超过压力波腹也不能超过压力波节，确定为第一约束条件；S22回热器中心位置的约束：由于热声效应最激烈地方发生在压力波腹和压力波节之间，要达到热声效应最佳结果回热器中心位置也必须在压力波节和波腹之内，确定为第二约束条件；S23孔隙率的约束：回热器板间距在2～4个热渗透厚度之间时，热声转换效果最好，确定为第三约束条件；S24驱动比的约束：驱动比是动压幅值和平均压力之比，驱动声压较小，单位体积产生的能量较小，驱动声压过大，则会导致气体工质出现湍流，确定为第四约束条件。4.根据权利要求3所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，第一约束条件为：其中，L
S
是回热器长度，λ是声波波长。5.根据权利要求3所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，第二约束条件为：其中，X
S
是回热器中心位置，λ是声波波长。6.根据权利要求3所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其
特征在于，第三约束条件为：2δ
k
<y0<4δ
k
；其中，y0是回热器板间距，板间距无因次化处理后为孔隙率，δ
k
是工质热渗透厚度。7.根据权利要求3所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，第四约束条件为：0.015<Dr<0.03；其中，Dr是驱动比，它的取值范围来源于实验经验值。8.根据权利要求1所述的基于布谷鸟算法的热声制冷机回热器参数优化设计方法，其特征在于，步骤S3中建立的布谷鸟算法的适应度函...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜军，徐真杨，赵永杰，任繁，孙淼，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：