脈衝管史特靈引擎之理論分析與最佳化設計

Abstract

本研究探討脈衝管史特靈引擎的理論模式，包含引擎從啟動至穩定運轉之動態特性，與引擎內部腔室之質量、壓力以及溫度等熱力性質變化，並考慮工作流體在各腔室間流動造成的壓力降與熱傳影響。脈衝管史特靈原型引擎幾何設計參數經參數分析後，發現連接管的管徑與管長、加熱室的鰭片數等參數可進行最佳化，因此本研究利用熱力模式結合多參數最佳化方法，搜尋最佳化參數組合。本研究所使用最佳化方法為簡易共軛梯度法(Simplified conjugate gradient method SCGM)，本法可針對多個設計參數同時進行最佳化搜尋，在固定其他設計參數下，搜尋設計參數組合改善引擎設計，使脈衝管史特靈引擎得以輸出最大的?率。經最佳化後，在常壓空氣、加熱溫度 、引擎轉速1000 rpm時，引擎?率由22 76 W提升至32 56 W，性能提升約43 06%。

Date of Award	2014 Aug 20
Original language	Chinese
Supervisor	Chin-Hsiang Cheng (Supervisor)