热声热机是一种新型热机，具有结构简单、无运动部件、可靠性高、使用环保的工质等优点，而且更具吸引力的特点是可以利用太阳能、低品位废热以及各种清洁燃料作为驱动能源。目前，已成为能源动力领域的研究热点，效率不断得到提高，已达到传统热机的效率水平。随着热声热机实用化的发展，要求不断提高比功率，这必然相应要求大声幅的工作条件，在此情况下非线性效应越来越明显，线性热声理论难以提供满意的预测，因此，需要探索新的模拟分析方法。本论文利用格子气方法模拟热声热机，在已有模拟工作的基础上，进一步对热声热机作深入的模拟分析，获得包括非线性现象预测在内的新的模拟结果和结论。论文工作旨在为热声热机系统中的流场和非线性分析探索新的模拟技术。 作者从格子气自动机演化方程推导恢复了热声现象满足的一般宏观方程，为热声格子气模拟提供有效的理论依据。采用D2Q9热格子气模型模拟分析了热声热机的起振特性，获得了系统起振稳定后的压力场、温度场和速度场，并对模拟数据进行了可视化分析，同时，分析获得压力驻波在谐振管中的传播与反射过程。模拟结果显示：在模拟条件下压力波具有非线性的特征、变截面附近的流场区域产生非线性耗散的涡流、板叠层内流体振荡速度的分布呈现“速度环”现象，反映了流场的振荡特性与粘性边界层的影响。通过对模拟结果与传统方法模拟结果的比较，验证了模型方法的有效性，同时，也分析了格子气噪声对模拟结果的影响。 作者也分析了谐振管几何尺寸、格子气粒子密度及网格划分对频率和压力等系统参数的影响，在理论上进一步对模型的有效性进行了验证。论文具有创新的研究工作是对热声格子气模拟参数的尺度量化研究与分析。利用相似原理和特征参数将格子气模拟量和热声物理量对比，进行模拟参数的量化处理，从而使模拟结果能为复杂热声系统的深入研究和装置的性能预测提供有价值的数值理论和数据参考。