基于线性理论分析，考虑流体的可压缩性、速度横向分布的相位延迟，对微扰项使用Fourier变换。给出充分发展、层流交变流动管内速度分布解析解。给出的解析解适用于描述各种小振幅振型的振荡，体现出流体速度横向分布的相位延迟，并验证了交变流动状态下的“环形效应”。关于流体速度横向分布的解析解给出了流体在谐振状态下的速度分布函数，与肖家华在热声研究中使用常规摄动分析方法假设微扰项以单一频率振荡条件下得到的解析解一致。分析了可压缩流体和不可压缩流体在理论模型上的区别。

采用格子-Boltzmann方法（LBM）分别通过对二维通道及多孔介质内交变流动与换热进行了数值模拟，以研究低温回热制冷机中脉冲管内及回热器内交变流动与换热规律。结果表明：二维通道交变流动结果与解析解吻合得很好。当交变流动数较大时，出现速度环形效应，温度表现为周期波动变化。多孔介质内各点速度总体均呈现交替波动变化，但振幅各不相同。固相处速度为零，而固相间的缝隙处出现速度峰值，且各缝隙处振幅峰值沿Y轴分布较为均衡。温度分布的轮廓图与二维空通道内相一致。多孔介质出口界面速度、压力和温度的平均值呈规律的交替波动变化。多孔介质中心界面处，速度、压力、温度的平均值分布总体依旧保持类正弦形状的波动变化，但压力和温度均出现了不同程度的非连续跳跃。

气体轴承是回热式热机的一项关键技术,它是利用气体代替润滑油作为润滑剂,在轴与轴承套之间构成气膜,是避免运动面与静止面直接接触的较为理想支撑元件。将间隙密封与气体轴承相结合,可以在实现密封的同时消除接触磨损。本文利用ANSYS Fluent对具有77 kW(声功)设计输出能力的活塞进行其气体轴承与间隙密封耦合特性的数值模拟与分析,指导该新型气路结构的优化设计,并验证其在大功率自由活塞斯特林发动机中应用的可行性。