T (+31) (0)6 189 71 622 M info@ascee.nl

Eindige-elementensimulatie van een tweedimensionale staande-golf thermo-akoestische motor

Thermo-akoestische motoren zetten warmte om in akoestisch vermogen. Waar standaardmodellen 1D zijn, voeren de auteurs een 2D-eindige-elementensimulatie uit op een staande-golf motor. Door de gelineariseerde Navier-Stokes-vergelijkingen op te lossen, bepalen zij de eigenfrequenties en instabiliteit.

2D FEM-modellering van een staande-golf motor

Thermo-akoestische motoren wekken akoestisch vermogen op uit warmte. Dit artikel presenteert een 2D-eindige-elementensimulatie (FEM) van een staande-golf thermo-akoestische motor. Door de gelineariseerde Navier-Stokes-vergelijkingen in het frequentiedomein op te lossen, worden de complexe eigenfrequenties en bijbehorende eigenmodes berekend. Het niet-lineaire eigenwaardeprobleem wordt opgelost via een gemodificeerde Newton-Raphson methode. De motor start met oscilleren (onset) zodra een lineaire instabiliteit optreedt en het imaginaire deel van een eigenfrequentie negatief wordt.

Verwijzing naar de publicatie

  • Auteurs: J.A. de Jong, Y.H. Wijnant & A. de Boer (Universiteit Twente)

  • Publicatie: Proceedings of Meetings on Acoustics (POMA), vol. 19, issue 1, pp. 030002

  • Conferentie: 21st International Congress on Acoustics (ICA 2013), Montreal, Canada

  • Datum: 2 juni 2013

  • DOI: 10.1121/1.4798957

  • Trefwoorden: Thermo-akoestiek, 2D FEM, gelineariseerde Navier-Stokes, eigenwaardeprobleem, Newton-Raphson, onset-instabiliteit

  • Bekijk het artikel op AIP / POMA

Valideer je akoestische ontwerpkeuzes met harde data

Zonder meetdata blijft akoestische productontwikkeling een aanname. Door numerieke modellen te kalibreren met laboratoriummetingen maken we trillingen en geluid voorspelbaar. Zo voorkom je fouten vóór de productiefase. Bespreek je ontwerp met ons.