利用格子玻尔兹曼方法,直接对蚀刻薄片和层叠丝网回热器的微观结构流场进行了模拟。得到了两种回热器填料的微观流场和两端的压差。模拟结果显示,当回热器的直径、水力直径和填充率相近情况下,不同流速下蚀刻薄片卷裹式回热器的稳态阻力系数均比层叠丝网回热器小。稳态阻力系数的模拟变化趋势与实验一致。

对新型径轴向混合填充式回热器的流动特性进行了实验研究。实验结果表明：在工质体积流量相同的条件下,新型径轴向混合填充式回热器的稳态流动阻力系数f小于层叠丝网型回热器,而大于丝网卷裹型回热器和平行丝型回热器;在相同体积流量下,以He为工质的稳态流动阻力系数f是以N2为工质时的3.4—3.6倍;回热器稳态流动阻力系数f主要与回热器结构形式和工质雷诺数Re有关,受工质种类的影响不大。

采用数值模拟的方法,基于压力波和活塞位移波的简谐变化规律,对自由活塞式斯特林制冷机压缩活塞与气缸的间隙密封内氦气建立数值模型,模拟了间隙内氦气在不同工况下的层流流动。结果显示在一个周期内,流过间隙密封的气体体积净流量为0,质量净流量不为0,净流量方向从压缩腔流向背压腔,会造成活塞在工作中向压缩腔偏移。分析结果显示压力波和间隙宽度对泄漏量的影响较大,随充气压力、压比以及间隙的增大,泄漏量增加;活塞运动对其影响较小,当活塞位移波与压力波的相位差小于90°时,相位差增大,泄漏量增加,活塞频率增大,泄漏量增加。