微型化高频热声制冷机的研究，是目前热声制冷领域的研究热点。本课题采用磁致伸缩换能器来驱动热声制冷系统，是一种新型的、极具潜力的制冷方法。由于频率升高、尺寸减小而引发了粘性损耗增大、声场不匹配等众多问题。针对这一问题，本文从研制能产生高声压振幅的谐振系统出发，进行了以下热声制冷机微型化的应用理论基础以及实验研究工作：　　(1)以线性热声理论为基础，建立了微观循环热声制冷机理的模型；确定了系统内基本的声场分布；运用拉格朗日思想，将流体力学三大基本方程与牛顿运动定律相结合，导出声波动方程。用分离变量法求解波动方程，得到行波型声场与驻波型声场中的理论声压变化模型，进而得出气团运动速度、位移与能量随时间的变化关系式。　　(2)通过声学分析软件ATILA，研究分析不同型声场中的声压分布，为后续分析计算板叠间气体与固体之间的换热提供了理论基础。为热声制冷机微型化的实验工作，提供了有利的依据。　　(3)基于线性小振幅声场，探讨了气体微团与固体板叠之间能量传递规律，系统地分析了谐振腔板叠内的热力过程。利用物理上直观的拉格朗日法，阐述了气体微团与固体板叠之间的热量交换。通过分析一个气团总声能量的变化图，直观地了解气体微团与固体板叠之间热量交换的数值变化关系。结果表明板叠中的不同气体微团之间，像是一个个配合精巧、功能齐全的微型制冷机，气体微团通过接力作用，实现板叠上热量的搬移，在低温端得到制冷量。　　(4)基于包含流体力学、热力学、声学等热声制冷技术理论基础结合实验文献，分析了压力和温度变化的关系，为热声效应的分析提供了参考。对不同位置、不同时刻的气体波动方程进行离散化处理，运用稳态流动理论估算了气体与固体之间的换热量，但是试验结果与理论估算值有较大误差，表明稳态的对流换热理论已经不适用于热声理论。　　(5)在理论基础上，实验室搭建了热声制冷机的实验装置。从扬声器驱动的普通热声制冷机入手，分析热声制冷机各个部件的功能与制冷条件。扬声器驱动的热声制冷机，在谐振腔内能够产生高振福的声振动，当气体密度增大，则参与换热的气团数量增多，在固体板叠上能够得到温度梯度。当声场为驻波声场时，谐振腔内产生了一种特殊效应，通过测量条纹的间距，找到驻波波长与特殊条纹之间的关系。　　(6)结合谐振管的管型优化设计，可以形成高声压振幅的谐振系统；声驱动器与谐振管达到较好的声匹配。使用磁致伸缩换能器驱动后，可以提供大振幅的强力声源。分析内部声场的分布情况，可以找到减小管内粘性耗散损失的方法，实现管内局部声能密度的积聚；同时进行了各个热声元件的优化设计并建立了一整套微型热声制冷机试验台。