本書主要介紹斯特林發動機的循環分析與發動機設計方法。第一章：介紹斯特林發動機的基本分類、發展以及應用現狀。第二章：介紹斯特林發動機的設計原則，具體介紹斯特林發動機的熱交換器和傳動機構的特點及設計方法。第三章：介紹小流阻情況下振蕩流的特性，重點分析加熱器和冷卻器的流阻和換熱特性。第四章：介紹大流阻情況下振蕩流特性，重點分析回熱器在大流阻振蕩流下的流動和換熱特性。第五章：介紹斯特林循環及分析方法，針對具體案例，分析基于無壓力梯度振蕩流或有壓力梯度振蕩流的循環分析方法及模型。第六章：介紹斯特林發動機的整機系統優化方法，重點分析了單目標優化和多目標優化方法等對整機設計和改進的方案。
目錄
前言
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 斯特林發動機簡介 1
1.1.1 斯特林發動機結構類型 1
1.1.2 斯特林發動機功能類型 2
1.1.3 自由活塞式斯特林發動機 3
1.2 斯特林發動機的發展歷程 4
1.2.1 早期斯特林發動機的發展 4
1.2.2 現代斯特林發動機在國外的研發情況 5
1.2.3 現代斯特林發動機在國內的研發情況 6
1.3 斯特林發動機的應用 8
1.3.1 斯特林發動機在太陽能熱發電領域的應用 8
1.3.2 斯特林發動機在生物質燃料發電領域的應用 9
1.3.3 斯特林發動機在分布式能源領域的應用 10
1.3.4 斯特林發動機在水下動力領域的應用 11
1.3.5 斯特林發動機在航空領域的應用 12
1.4 本章小結 13
參考文獻 13
第2章 斯特林發動機的設計原則 15
2.1 斯特林發動機熱交換器設計 15
2.1.1 加熱器的設計特點 18
2.1.2 回熱器的設計特點 19
2.1.3 冷卻器的設計特點 20
2.2 活塞氣缸結構及工作原理 20
2.3 斯特林發動機傳動機構設計 21
2.3.1 菱形傳動 22
2.3.2 曲柄連桿傳動 24
2.3.3 斜盤傳動 27
2.3.4 搖擺軛傳動 28
2.4 浙江大學100W級β型斯特林發動機設計 29
2.5 本章小結 34
參考文獻 34
第3章 小流阻振蕩流及加熱器和冷卻器特性 36
3.1 不可壓縮圓管振蕩流特性 36
3.2 不可壓縮異形管振蕩流特性 54
3.2.1 彎管 54
3.2.2 變截面管 60
3.3 可壓縮圓管振蕩流特性 66
3.4 圓管振蕩流換熱特性 76
3.4.1 換熱關聯式 76
3.4.2 加熱器內的傳熱傳質特性與優化 85
3.5 本章小結 89
參考文獻 90
第4章 大流阻振蕩流及回熱器特性 92
4.1 回熱器流動特性 92
4.1.1 回熱器流阻系數 92
4.1.2 可壓縮振蕩流定量分析方法 102
4.2 回熱器換熱特性 113
4.2.1 回熱器單向流換熱特性 117
4.2.2 回熱器振蕩流換熱特性 123
4.3 回熱器類型 129
4.4 本章小結 131
參考文獻 132
第5章 斯特林循環及分析方法 135
5.1 斯特林理想循環 135
5.2 斯特林循環分析方法的傳統分類 138
5.2.1 零階分析法 138
5.2.2 一階分析法 140
5.2.3 二階分析法 141
5.2.4 三階分析法 145
5.2.5 四階分析法 146
5.3 斯特林循環分析方法重新分類 147
5.4 改進Simple循環分析模型 149
5.4.1 模型簡介 149
5.4.2 熱損和功損計算模塊 150
5.4.3 案例：GPU-3斯特林發動機改進Simple模型分析 152
5.5 Sage分析模型 155
5.5.1 Sage軟件介紹 155
5.5.2 β型斯特林發動機的Sage模型 156
5.5.3 案例：浙江大學100W級β型斯特林發動機Sage模型分析 162
5.6 改進的Sage分析模型 164
5.6.1 能量損失分析 165
5.6.2 模型參數改進 166
5.6.3 模型耦合 169
5.6.4 模型結果分析 170
5.7 本章小結 175
參考文獻 176
第6章 斯特林發動機整機優化 179
6.1 單目標優化方法 179
6.1.1 100W級β型斯特林發動機內部循環特性 179
6.1.2 斯特林發動機可用能分析 182
6.1.3 斯特林發動機單目標優化分析 186
6.2 多目標優化方法 192
6.2.1 多目標優化理論 192
6.2.2 遺傳算法 193
6.2.3 粒子群算法 194
6.2.4 模擬退火算法 197
6.2.5 多目標決策方法 198
6.3 多目標優化案例分析 201
6.3.1 案例1：GPU-3斯特林發動機多目標優化分析 201
6.3.2 案例2：100W級β型斯特林發動機多目標優化分析 209
6.4 本章小結 212
參考文獻 212
附錄 215
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