热声发动机作为一种新型能源转换装置，以其高效环保、安全可靠的优点，在中国节约高效、清洁环保的能源发展思路下，具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。近年来提出的双作用型行波热声发动机更是以其结构紧凑、功率密度高的优点，为其实用化应用开辟了新的途径。不过目前对于热声发动机内在工作机制和损失机理的认识还不够深入，对于能够有效利用变温热源热能的热声发动机的研究还几乎处于空白状态。围绕这两个问题，本文开展了以下的研究工作:　　1.热声发动机的(炯)损失分析　　在经典热声学理论的基础上，构建了热声热机系统的(炯)损失分析方法。系统产生的(炯)损失包括内部不可逆损失与外部不可逆损失，其中内部不可逆损失产生的因素可进一步区分为轴向漏热损失、粘性损失、传热损失、以及流动传热耦合损失。利用该方法，深入研究了一台双作用型行波热声发动机内的(炯)损失分布情况，加深了对于热声发动机内能量转换机理的认识。　　2.热声发动机单元实验系统及其关键参数的测量　　提出了一种新型的多级并联型行波热声发动机结构，将多个发动机单元并联形成一个热声单元，热流体可依次流过各级发动机单元的加热器，加热温度依次降低，从而实现对于变温热源热能的梯级利用。选择了引入双电机结构的热声发动机单元实验系统用于其性能的研究，可以实现对于发动机内声场参数功率灵活、方便快捷的调节。通过实验研究的方式对比了不同测量方法对于系统中声功的测量准确度，并对系统中可能存在的测量误差提出了有效的修正方式，从而使实验结果更加接近真实值，提高实验结果的可信度。　　3.单级发动机的性能研究及其主要声场参数的对比　　各级发动机的加热温度依次设计为873K、823K、773K，且随着加热温度的降低，发动机的回热器依次缩短。通过数值模拟和实验研究相结合的方式，在不同的工况下对各级发动机的性能进行了研究和对比。计算结果显示，随着各级发动机加热温度的降低，其输出声功和热声效率均有所下降，其(炯)效率相对变化较小。不过各级发动机的最佳声阻抗十分接近，且各级发动机输出性能随出口声阻抗的变化比较一致。实验结果与计算结果的整体趋势比较一致，各级发动机之间良好的一致性在实验中得到了验证。与实验结果相比，计算中获得的发动机输出声功和热声效率偏高，其主要原因是计算过程对于热声系统的简化处理，导致很多会引起声功损失的因素被忽略掉了，同时计算时对于发动机内的漏热损失也考虑得不够全面。发动机的静态漏热主要包括径向漏热、轴向漏热和对流换热等三个部分，而计算时仅考虑了其中的轴向漏热损失。　　4.并联型结构热声发动机的数值模拟和实验研究　　首次搭建了并联型结构的热声发动机单元，其中各级发动机按照完全对称的方式进行放置。通过数值模拟的方式研究了并联发动机中主要声场参数的沿程分布特性，以及各级发动机内的能量转换特性。当并联发动机出口声阻抗的幅值较大时，一级发动机的性能最好;当并联发动机出口声阻抗的幅值较小时，三级发动机的性能最好。各级发动机加热量的差异与其输出性能保持一致，这有利于提高对于变温热源运用的灵活性。在不同的工况下，实验结果与计算结果均保持了较好的一致性，显示出环路声直流对于并联发动机的影响很小。在平均压力7MPa，工作频率65Hz时，固定并联发动机入口声功为1100W，实验中获得的最大输出声功为948W，最大(炯)效率为41.4％。其输出性能与单级发动机接近，显示了并联发动机在高效利用变温热源热能方面的发展潜力。