[发明专利]基于压力放大比的轴对称热声谐振管优化设计方法

权利要求书

1.一种基于压力放大比的轴对称热声谐振管优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

①、建立谐振管基频计算数学模型，将轴对称变截面谐振管基频的计算问题，通过转移矩阵转换为求非线性方程最小正根的问题，谐振管基频计算数学模型的计算步骤如下：

S1、根据谐振管内的声压和体积流率的一阶近似，得到描述谐振管内流动的动量方程和连续性方程；

S2、通过转移矩阵表示动量方程和连续性方程的解；

S3、根据边界条件得到关于谐振管基频ω₁的非线性方程，以及压力放大比关于基频的函数；

S4、解关于谐振管基频ω₁的非线性方程，得到谐振管的基频ω₁；

S5、把所得的谐振管基频ω₁，代入到S3中所得到的压力放大比关于基频的函数中，得到谐振管的压力放大比；

②、将压力放大比定义为谐振管性能评估指标，压力放大比为谐振管小端压力振幅与大端压力振幅之比，即：该比值只与谐振管形状和工质有关；

③、利用谐振管基频计算过程中的转移矩阵元素，直接计算出压力放大比；

④、以压力放大比最大为目标，对谐振管进行优化设计。

2.根据权利要求1所述的基于压力放大比的轴对称热声谐振管优化设计方法，其特征在于，在步骤④中，以压力放大比最大为目标对谐振管进行形状优化具体为：已知谐振管形状函数的表示形式，则通过优化确定其中的参数；或者，已知谐振管两端半径，则通过优化确定谐振管的形状函数。

3.根据权利要求1所述的基于压力放大比的轴对称热声谐振管优化设计方法，其特征在于，在步骤S4中，通过黄金分割法求解最小值问题。