| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-20页 |
| 1 绪论 | 第20-48页 |
| ·研究背景与意义 | 第20-23页 |
| ·热声热机 | 第20-21页 |
| ·热声热机中的典型科学问题 | 第21-22页 |
| ·研究思路的提出 | 第22-23页 |
| ·研究意义 | 第23页 |
| ·格子Boltzmann方法概述 | 第23-38页 |
| ·计算流体力学与计算传热学 | 第23-25页 |
| ·格子Boltzmann方法的发展史 | 第25-27页 |
| ·热模型 | 第27-28页 |
| ·边界处理 | 第28-30页 |
| ·网格技术 | 第30-35页 |
| ·应用举例 | 第35-37页 |
| ·相关研究的综述与专著 | 第37-38页 |
| ·相关热声问题的模拟研究概述 | 第38-41页 |
| ·低Ma数可压缩交变流动与换热 | 第38-39页 |
| ·声波衰减 | 第39页 |
| ·声学谐振管 | 第39-40页 |
| ·非线性起振 | 第40-41页 |
| ·热声可视化实验研究概述 | 第41-44页 |
| ·本文主要工作 | 第44-48页 |
| ·基础理论 | 第45页 |
| ·数值模拟 | 第45页 |
| ·实验研究 | 第45-46页 |
| ·研究思路与论文框架 | 第46-48页 |
| 2 格子Boltzmann方法的基础理论 | 第48-72页 |
| ·流体力学基本方程 | 第48-52页 |
| ·连续方程 | 第48-49页 |
| ·动量方程 | 第49-50页 |
| ·能量方程 | 第50-51页 |
| ·牛顿流体的基本方程组 | 第51-52页 |
| ·动理论基础 | 第52-56页 |
| ·Boltzmann方程 | 第52-53页 |
| ·从Boltzmann方程到Navier-Stokes方程组 | 第53-55页 |
| ·Maxwell分布 | 第55页 |
| ·BGK近似 | 第55-56页 |
| ·格子Boltzmann方法基础理论 | 第56-64页 |
| ·Boltzmann方程的离散 | 第56-58页 |
| ·基本模型 | 第58-62页 |
| ·基于Chapman-Enskog展开的宏观控制方程回归 | 第62-64页 |
| ·格子Boltzmann方法的实施 | 第64-70页 |
| ·边界处理 | 第65-68页 |
| ·常见网格实施 | 第68-69页 |
| ·计算步骤 | 第69-70页 |
| ·本章小结 | 第70-72页 |
| 3 基于标准LBM的交变流动与换热模拟研究 | 第72-89页 |
| ·问题的提出 | 第72页 |
| ·CLBGK模型简介 | 第72-74页 |
| ·分布函数及演化方程 | 第72-74页 |
| ·宏观物理量及宏观控制方程 | 第74页 |
| ·程序验证 | 第74-79页 |
| ·压差驱动的2 维平板流 | 第74-77页 |
| ·速度驱动的2 维平板流 | 第77-79页 |
| ·交变流动与换热的模拟 | 第79-88页 |
| ·物理模型与模拟细节 | 第79-80页 |
| ·模拟结果与分析 | 第80-88页 |
| ·本章小结 | 第88-89页 |
| 4 基于标准LBM的声波模拟研究 | 第89-107页 |
| ·问题的提出 | 第89-90页 |
| ·声波衰减的标准格子Boltzmann方法模拟研究 | 第90-96页 |
| ·物理模型与模拟细节 | 第90页 |
| ·模拟结果与分析 | 第90-96页 |
| ·谐振管的标准格子Boltzmann方法模拟研究 | 第96-106页 |
| ·双分布热模型简介 | 第96-98页 |
| ·谐振管物理模型及模拟细节 | 第98-99页 |
| ·模拟结果与分析 | 第99-105页 |
| ·讨论 | 第105-106页 |
| ·本章小结 | 第106-107页 |
| 5 基于插值LBM的Rayleigh-Bénard自然对流模拟研究 | 第107-121页 |
| ·问题的提出 | 第107页 |
| ·插值格子Boltzmann方法 | 第107-110页 |
| ·直角坐标系下的插值 | 第107-108页 |
| ·曲线坐标系下的插值 | 第108-110页 |
| ·模型简介 | 第110-111页 |
| ·物理模型与模拟细节 | 第111-112页 |
| ·数值模拟与结果分析 | 第112-119页 |
| ·讨论 | 第119-120页 |
| ·本章小结 | 第120-121页 |
| 6 隐式-显式有限差分LBM及其用于谐振管研究 | 第121-143页 |
| ·问题的提出 | 第121-122页 |
| ·隐式-显式有限差分格子Boltzmann方法 | 第122-134页 |
| ·时间离散 | 第122-124页 |
| ·空间离散 | 第124-126页 |
| ·Kataoka-Tsutahara可压缩模型 | 第126-129页 |
| ·算例验证 | 第129-134页 |
| ·基于隐式-显式有限差分LBM的谐振管模拟 | 第134-141页 |
| ·物理模型与模拟细节 | 第134-135页 |
| ·模拟结果与分析 | 第135-140页 |
| ·讨论 | 第140-141页 |
| ·本章小结 | 第141-143页 |
| 7 基于多项式核函数的可压缩LBM模型及其用于热声起振研究 | 第143-167页 |
| ·问题的提出 | 第143-144页 |
| ·基于多项式核函数的可压缩模型 | 第144-159页 |
| ·模型推导 | 第144-154页 |
| ·模型验证 | 第154-159页 |
| ·热声非线性自激起振模拟研究 | 第159-166页 |
| ·物理模型与模拟细节 | 第159-160页 |
| ·模拟结果与分析 | 第160-166页 |
| ·本章小结 | 第166-167页 |
| 8 PIV实验技术及热声谐振管可视化实验 | 第167-195页 |
| ·问题的提出 | 第167页 |
| ·PIV测速技术简介 | 第167-170页 |
| ·PIV测速原理 | 第167-168页 |
| ·PIV图像后处理 | 第168-169页 |
| ·示踪粒子的选择 | 第169-170页 |
| ·时间间隔的选择 | 第170页 |
| ·实验台的设计与搭建 | 第170-178页 |
| ·谐振管系统 | 第172-174页 |
| ·压力信号采集系统 | 第174-175页 |
| ·PIV测试系统 | 第175-178页 |
| ·实验细节与误差分析 | 第178-183页 |
| ·速度测量实验步骤 | 第178-179页 |
| ·PIV测量细节 | 第179-182页 |
| ·误差分析 | 第182-183页 |
| ·实验结果与分析 | 第183-194页 |
| ·谐振频率 | 第183-184页 |
| ·典型流场与环形效应 | 第184-187页 |
| ·频率的影响 | 第187-190页 |
| ·功率的影响 | 第190-192页 |
| ·测试位置的影响 | 第192-193页 |
| ·讨论 | 第193-194页 |
| ·本章小结 | 第194-195页 |
| 9 结论与展望 | 第195-199页 |
| ·主要结论 | 第195-197页 |
| ·论文的创新性 | 第197-198页 |
| ·后续工作建议 | 第198-199页 |
| 参考文献 | 第199-214页 |
| 附录 | 第214-219页 |
| 致谢 | 第219-220页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第220-223页 |
