固体介质中的行波与驻波热声学波

基于流体的热声（TA）能量转换最具吸引力的应用涉及行波器件，因其起振温度比低且增长率高。近来理论与数值研究表明热声效应亦可存在于固体中。然而，这些初步研究仅关注驻波。本文给出一项数值研究，探讨在局部热梯度作用下环形固体杆中与行波模态相关的自持热弹性振荡的存在性。探究了杆半径$R$与热穿透深度$\delta_k$之比不同的构型，发现当$R$接近$\delta_k$时行波分量（TWC）占据主导。发现对于相同波长，行波TA波的增长率与频率之比显著大于驻波对应情形。扰动能量收支被解析地建立并闭合，从而阐明固态热声（SSTA）发动机的能量转换过程，并凸显其与流体的差异。基于由能量收支评估得到的热声产生与耗散速率，亦对效率进行了量化。