双开口气波制冷机是一种以双开口气波管为核心部件,利用非定常波使两股气流进行能量交换,实现气体冷热分离的新型膨胀制冷装置。由于该装置具有结构简单、转速低、可带液等优点,故其具有广阔应用前景。目前,此类制冷机等熵膨胀效率可达65%。气波管内非定常流体与管壁间存在脉动流固传热现象,是造成等熵性能损失的重要因素之一,特别对于小流量、大膨胀比的制冷机,影响尤为显著。深入研究双开口气波管脉动流固传热与制冷强化特性,有助于提升设备制冷性能,扩展气波制冷应用范围,推动气波制冷技术发展。目前,针对气波管脉动流固传热问题缺乏全面的分析,尚未系统的揭示传热特性及其对制冷性能的影响规律。基于此,本文构建了脉动流固传热计算方法,搭建了气波管束静止、喷嘴旋转的双开口气波制冷实验平台,对气波管内动态压力及管壁温度进行了测量。采用数值计算与实验测试相结合的方法,研究了双开口气波管脉动流固传热特性,并提出了有效提升制冷性能的气波管束强制冷却方法。主要工作及研究成果如下:（1）构建了脉动流固传热计算方法。建立气波管固体域传热计算程序和管内流体域非定常流动数值模型,分别计算两区域的传热过程;两者通过流体域计算获得的壁面热通量和流动参数,及固体域壁温计算结果建立关系。该计算方法保留了数值传热模型对非定常流动模拟的准确性,同时实现固体域传热过程的快速动态计算。可以预测双开口气波制冷装置热平衡状态下脉动流固传热行为和气波管壁面温度分布。与本文壁温测量实验的对比结果表明,用该方法计算壁温的误差在3%以内。（2）阐明了脉动流固传热机理。研究表明:脉动流固传热导致气波管轴向温度分布不均匀,且在时间上具有微小波动;对流换热对非定常流动的反馈快,呈现出大振幅波动特点,高温气体向气波管剧烈放热,放出热量大部分被低温气体吸收,直接造成制冷效率损失;气波管自身轴向导热量的增加会导致对流换热强度增加。计算结果表明,本文实验设备设计工况下,当轴向导热从2W上升到9W,参与对流换热的总热量上升了0.02kW,高温气体放热量占总换热量比率从91.8%上升到97.2%,低温气体吸热量占总换热量比率从77.5%上升到85.5%。（3）揭示了脉动流固传热对气波制冷性能的影响规律。通过实验获得了真实压力波动与气波管两侧边界的关系,研究脉动流固传热对非定常流动的影响。研究表明:流固传热作用使激波和膨胀波均受到一定程度的削弱,同时造成高温气体流速下降,使得最佳转速与理论值存在偏差。研究了不同结构参数、物性参数和操作参数下气波管波动传热对设备制冷性能的影响。结果表明:提高设备处理量、降低气波管壁厚、选用导热系数低的气波管材料均有利于提升设备制冷性能。实验结果表明,双喷嘴设备的制冷效率较单喷嘴设备提高了 1.1%（膨胀比1.6）、1.8%（膨胀比1.8）和1.7%（膨胀比2.0）;气波管壁厚从10mm降至5mm,制冷效率提升了 0.55%（1.6膨胀比）、0.89%（1.8膨胀比）和0.77%（2.0膨胀比）。基于计算结果,本文实验设备设计工况下,不锈钢材料气波管比铝制气波管制冷效率高3.61%。气波管壁温分布不均匀会导致其发生热变形,传统气波设备中热变形受气波管在轴上的约束位置影响,研究表明:当气波管壁面最高温度高于环境温度时,约束位置要避免布置在气波管中部,造成气波管高温侧膨胀,威胁设备的正常运转。（4）提出气波管束强制冷却方法,可以有效提高设备制冷性能,特别是在小流量、大压比条件下其效率提升能力更强。实验结果表明:强制冷却方法对效率的提升能力与循环水流量和强制换热范围有关,当流量不低于临界值,且换热腔仅对高于循环水温度部分进行强制冷却时,强制冷却能够最大程度提高设备制冷性能,同时其自身冷却效率最高;通过调节设备转速,可以降低强制冷却导致的高温气体放热量增加、流速下降对设备性能产生的影响。实验结果表明,设备在膨胀比1.6、1.8、2.0工况下,制冷效率最高提升了为4.94%、8.42%和8.81%,最佳转速分别下降27r/min、36r/min和18r/min。