В статье рассмотрены особенности термоакустических тепловых машин (ТАТМ) и основные положения их базовых математических моделей. Проведен анализ механизмов теплообмена в элементах термоакустических двигателей (ТАД). Сделано предположение о целесообразности применения в ТАТМ специальных типов теплообменных поверхностей. Дано описание стенда для экспериментальных исследований комплекса теплофизических и гидродинамических процессов в ТАТМ. Приведены результаты CFD моделирования и экспериментальных исследований процессов в элементах термоакустических аппаратов.