第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 传递过程优化的基本原理 2
1.2.1 熵产生最小化原理 2
1.2.2 场协同原理 3
1.2.3 ？耗散极值原理 4
1.3 构形理论的产生、发展和内涵 7
1.3.1 构形理论的产生和发展 7
1.3.2 构形理论与分形理论 8
1.4 流体流动过程构形优化研究现状 9
1.4.1 简单流体流动网络构形优化 9
1.4.2 热水用户网络构形优化 10
1.4.3 广义流动过程构形优化 10
1.5 对流换热过程构形优化研究现状 11
1.5.1 热沉和热源构形优化 11
1.5.2 冷却通道构形优化 13
1.5.3 脉管网络构形优化 14
1.5.4 换热器构形优化 15
1.6 多孔介质传质过程构形优化研究现状 17
1.7 传热传质过程构形优化研究现状 18
1.7.1 气固反应器构形优化 18
1.7.2 燃料电池构形优化 19
1.8 钢铁生产流程构形优化研究现状 20
1.9 本书的主要工作及章节安排 21
第2章 简单流体流动网络构形优化 24
2.1 圆盘内树状流动网络构形优化 24
2.1.1 管道表面积约束下的对称树状流动网络构形优化 24
2.1.2 管道表面积约束下的非对称树状流动网络构形优化 34
2.2 矩形内释放管道夹角约束的线-线流动网络构形优化 38
2.2.1 管道体积约束下的线-线流动网络构形优化 38
2.2.2 管道表面积约束下的线-线流动网络构形优化 43
2.3 本章小结 45
第3章 热水用户网络构形优化 47
3.1 H形热水用户网络构形优化 48
3.1.1 基于压差与温度复合函数最小的热水用户网络构形优化 48
3.1.2 基于？耗散率最小的热水用户网络构形优化 57
3.2 X形热水用户网络构形优化 62
3.2.1 基于总压降最小和用户热水温度最大的热水用户网络构形优化 62
3.2.2 基于压差与温度复合函数最小的热水用户网络构形优化 70
3.3 本章小结 75
第4章 肋片构形优化 76
4.1 叶形肋片构形优化 77
4.1.1 基于最大热阻最小的叶形肋片构形优化 77
4.1.2 基于当量热阻最小的叶形肋片构形优化 84
4.2 舵形肋片构形优化 95
4.2.1 基于最大热阻最小的舵形肋片构形优化 96
4.2.2 基于当量热阻最小的舵形肋片构形优化 101
4.3 T-Y形肋片当量热阻最小构形优化 107
4.3.1 T-Y形肋片模型 107
4.3.2 对流传热边界条件下T-Y形肋片构形优化 108
4.3.3 复合传热边界条件下T-Y形肋片构形优化 111
4.4 复杂肋片当量热阻最小构形优化 115
4.4.1 复杂肋片模型 115
4.4.2 对流传热边界条件下复杂肋片构形优化 116
4.4.3 复合传热边界条件下复杂肋片构形优化 119
4.5 本章小结 120
第5章 冷却通道构形优化 122
5.1 燃气涡轮叶片冷却通道构形优化 122
5.1.1 燃气涡轮叶片冷却模型 122
5.1.2 基于最大温差最小的涡轮叶片构形优化 125
5.1.3 基于？耗散率最小的涡轮叶片构形优化 128
5.2 圆盘产热体冷却通道构形优化 132
5.2.1 基于最大温差最小的圆盘产热体冷却通道构形优化 132
5.2.2 基于？耗散率最小的圆盘产热体冷却通道构形优化 142
5.3 本章小结 148
第6章 脉管网络构形优化 149
6.1 矩形内X形脉管网络构形优化 149
6.1.1 基于熵产率最小的脉管网络构形优化 150
6.1.2 基于？耗散率最小的脉管网络构形优化 159
6.2 圆盘内树状脉管网络构形优化 167
6.2.1 基于？耗散率最小的对称脉管网络构形优化 167
6.2.2 基于熵产率最小的非对称脉管网络构形优化 175
6.2.3 基于？耗散率最小的非对称脉管网络构形优化 185
6.3 本章小结 187
第7章 换热器构形优化 189
7.1 矩形内H形换热器构形优化 189
7.1.1 基于热有效性最大的换热器构形优化 189
7.1.2 基于？耗散有效性最大的换热器构形优化 195
7.2 矩形内X形换热器构形优化 198
7.2.1 基于热有效性最大的换热器构形优化 198
7.2.2 基于？耗散有效性最大的换热器构形优化 206
7.3 圆盘内树状换热器构形优化 210
7.3.1 基于热有效性最大的换热器构形优化 210
7.3.2 基于？耗散有效性最大的换热器构形优化 217
7.4 本章小结 221
第8章 多孔介质传质构形优化 223
8.1 基于三角形单元体的多孔介质“体点”传质构形优化 224
8.1.1 基于最大压差最小的“体点”传质构形优化 224
8.1.2 基于质量积耗散率最小的“体点”传质构形优化 232
8.2 基于圆柱形单元体的多孔介质“体点”传质构形优化 234
8.2.1 基于最大压差最小的“体点”传质构形优化 234
8.2.2 基于质量积耗散率最小的“体点”传质构形优化 240
8.3 存在通道间隙的多孔介质“盘点”传质构形优化 245
8.3.1 上一级构造体最优的“盘点”传质构形优化 245
8.3.2 释放上一级构造体最优的“盘点”传质构形优化 253
8.4 本章小结 258
第9章 气固反应器构形优化 259
9.1 盘点气固反应器构形优化 259
9.1.1 熵产率最小的气固反应器构形优化 259
9.1.2 ？耗散率最小的气固反应器构形优化 268
9.2 释放上一级构造体最优时的盘点气固反应器构形优化 278
9.2.1 一级树状圆盘模型 278
9.2.2 一级树状圆盘构形优化 279
9.3 本章小结 280
第10章 管式固体氧化物燃料电池构形优化 282
10.1 单管式固体氧化物燃料电池构形优化 282
10.1.1 管式固体氧化物燃料电池模型 282
10.1.2 基于输出功率最大的管式固体氧化物燃料电池构形优化 288
10.2 管式燃料电池与燃气轮机混合系统构形优化 294
10.2.1 管式燃料电池与燃气轮机混合系统模型 294
10.2.2 基于输出功率最大的管式燃料电池与燃气轮机混合系统构形优化 297
10.3 本章小结 299
第11章 广义传递过程构形优化 301
11.1 圆盘内广义流动过程构形优化 302
11.1.1 最大流动时间最小的广义流动过程构形优化 302
11.1.2 平均流动时间最小的广义流动过程构形优化 309
11.2 板坯连铸过程广义构形优化 311
11.2.1 板坯连铸过程模型和温度场验证 311
11.2.2 广义构形优化思想 314
11.2.3 基于热损失的板坯连铸过程广义构形优化 315
11.2.4 基于？耗散的板坯连铸过程构形优化 322
11.3 带钢层流冷却过程广义构形优化 325
11.3.1 带钢层流冷却过程模型 325
11.3.2 基于？耗散的带钢层流冷却过程构形优化 328
11.4 钢铁生产流程广义热力学优化 333
11.5 广义传递过程的广义构形优化 335
11.5.1 广义传递过程模型 335
11.5.2 广义构形优化中的广义势差和广义流量极值原理 336
11.5.3 广义构形优化中的广义耗散极值原理 337
11.5.4 广义传递过程广义构形优化的应用 338
11.6 本章小结 347
第12章 全书总结 349
参考文献 357
附录 主要符号说明 394