压力交换式气波制冷机是应用波转子技术的一种新型的气波制冷设备,其不仅具备结构紧凑、带液运行能力强等优点,且制造成本低廉。目前,国内外大量文献以及本实验室大量实验表明返流型波转子技术主要应用于制冷领域,通流型则更多应用于压力交换场合,在气体膨胀制冷方向鲜有研究。鉴于以上领域所做工作存在一定的空白,本文以返流型波转子气波制冷技术为基础,通过类比实验、理论分析、数值模拟对通流型波转子制冷性能进行深入研究,主要工作及结论如下：(1)建立返流型气波制冷机实验平台,对返流型压力振荡管进行实验研究。在有限管长及固定流量的情况下,通流型气波制冷机比返流型气波制冷机更具优势,鉴于通流型与返流型气波制冷机的共通点,实验结论可为通流型气波制冷机结构设计及性能优化提供参考。(2)设计通流型气波制冷机核心部件波转子及其组件结构。建立通流型波转子的理想波图,运用气体动力学中的波动理论揭示四端口通流型气波机振荡管内非定常流动过程,构建出内部波系的解析模型,编写分析程序,实现对内部波系定量分析,并对设备内端口匹配参数及接触面的运行距离进行快速预测,为通流型气波制冷机结构设计及性能优化提供了理论基础。(3)完成通流型压力振荡管二维数值模型的建立,应用CFD软件对其进行数值模拟,分析振荡管内部流动特性,探讨制约通流型压力振荡管制冷性能的主要因素,针对不同的结构及操作参数,通过数值计算分析单一参数对制冷性能的影响,为设备的结构优化提供了重要的数值依据。构建出最优的工作波图,数值优化后的端口匹配参数及接触面运行距离与解析结果间的误差分别低于12%及1.5%,验证了计算程序的有效性。(4)分析通流型压力振荡管制冷特性,对接触面的运动、外部预冷循环、泄漏进行详尽研究。对比通流型与返流型气波制冷机,两者理论等熵膨胀效率相差不到2%,制冷效果相当。而通流型压力振荡管制冷过程中存在高低温气体掺混、反向压缩等问题,内部波系匹配容错率相对较低,对此,提出一种优化方案,即在高温端口上方增加一个排气端口,改善了整机性能。