تحلیل دینامیک غیرخطی موتور هوای گرم پیستون آزاد خورشیدی

این مقاله به تحلیل دینامیک غیرخطی موتور هوای گرم پیستون آزاد خورشیدی اختصاص دارد. ابتدا معادلات دینامیکی و ترمودینامیکی موتور هوای گرم پیستون آزاد استخراج شده و سپس با ترکیب روابط، معادلات غیرخطی حاکم بر موتور هوای گرم پیستون آزاد حاصل شده است. با حل عددی معادلات غیرخطی و با استفاده از شبیه‌سازی سیستم در صفحه فاز به بررسی حرکت و سرعت پیستون ها در حالت پایدار پرداخته شده است. در ادامه تغییرات دما در محفظه ی گرم و سرد و اثر آن بر دامنه ی حرکت پیستون ها، کمینه و بیشینه ی حجم و فشار و کار تولیدی موتور مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه ضریب میرایی بین پیستون کار و محفظه در اثر تغییرات دما و شرایط محیطی در حال تغییر است، به مطالعه تاثیر آن بر دامنه ی حرکت پیستون ها، کمینه و بیشینه ی حجم و فشار و کار تولیدی موتور پرداخته شده است. نتیجه ی بدست آمده بیان گر این است که توان تولید شده در اثر افزایش ضریب میرایی دارای مقداری بهینه است. با استفاده از تغییر در هر یک از اجزای سازنده ی موتور از قبیل جرم پیستون های کار و جابه جاگر و سختی فنر آن ها به بررسی تاثیر تغییرات آن ها بر دامنه ی حرکت پیستون ها، کمینه و بیشینه ی حجم و فشار و کار تولیدی موتور پرداخته شده است. بازه ی تغییرات انجام شده در پارامترهای موتور هوای گرم پیستون آزاد طوری انتخاب گردید ه اند که حرکت پیستون ها در سیکل حدی قرار گیرند. در آخر میزان حساسیت توان تولید شده در اثر تغییر هریک از پارامترهای ذکرشده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.