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基于三角形单元体的气-固反应器构形优化 被引量：22
1
作者 周圣兵 陈林根 孙丰瑞 《中国科学（E辑）》 CSCD 北大核心 2008年第5期764-772,共9页
将构形理论引入多孔介质气-固反应问题中进行研究,首先以三角形单元体为研究对象,以传热传质过程中的熵产生最小为优化目标,对给定微小区域进行外形优化;在此基础上,将得到的最优结构的三角形单元体组装成新的矩形构形体,进行同样的构... 将构形理论引入多孔介质气-固反应问题中进行研究,首先以三角形单元体为研究对象,以传热传质过程中的熵产生最小为优化目标,对给定微小区域进行外形优化;在此基础上,将得到的最优结构的三角形单元体组装成新的矩形构形体,进行同样的构形优化;持续类似工作直至覆盖整个控制体,得到了完整的解析解;由数值计算分析了相关参数对熵产生的影响;与相关文献中以矩形单元体为基础进行构形优化得到的结果进行了比较分析. 展开更多
关键词 构形理论 多孔介质 气-固反应 传热传质 熵产生最小化
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基于构形理论的“体-点”导热熵产生最小化 被引量：11
2
作者 周圣兵 陈林根 孙丰瑞 《热科学与技术》 CAS CSCD 2007年第4期294-299,共6页
基于构形理论,以导热过程中的熵产生最小为优化目标,对"体-点"导热问题进行了研究。得到了矩形单元面和各级构造面的最优外形及高导热材料的最优分布;分析了优化级数对最小化熵产生的影响;比较了所得的最小熵产生与热阻优化... 基于构形理论,以导热过程中的熵产生最小为优化目标,对"体-点"导热问题进行了研究。得到了矩形单元面和各级构造面的最优外形及高导热材料的最优分布;分析了优化级数对最小化熵产生的影响;比较了所得的最小熵产生与热阻优化过程中熵产生的大小;还比较了以熵产生最小为优化目标与热阻最小为优化目标所得的最优构形的差异。 展开更多
关键词 构形理论 “体-点”导热 熵产生最小化
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线性唯象传热条件下甲烷蒸汽重整反应器熵产生最小化 被引量：10
3
作者 敖晨阳 夏少军 +1 位作者 宋汉江 陈林根 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期25-38,共14页
针对一类传热、流动与化学反应相耦合的管式活塞流甲烷蒸汽重整反应器,考虑转化管外热源与管内反应物间传热服从线性唯象传热定律[q∝Δ(T^(1))],在氢气产率、进口压力、进口总摩尔流率、惰性气体(N_2)摩尔流率均给定及外界热源温度完... 针对一类传热、流动与化学反应相耦合的管式活塞流甲烷蒸汽重整反应器,考虑转化管外热源与管内反应物间传热服从线性唯象传热定律[q∝Δ(T^(1))],在氢气产率、进口压力、进口总摩尔流率、惰性气体(N_2)摩尔流率均给定及外界热源温度完全可控的条件下,以传热、流动、化学反应过程的总熵产生率最小为目标,应用有限时间热力学理论和方法,借助非线性规划数值方法求解了过程最小熵产生率及相应外界热源温度沿程最优分布规律,并与热源温度恒定、热源温度线性变化两种传热策略下的参考反应器以及牛顿传热定律[q∝Δ(T)]下熵产生最小最优反应器进行了比较.结果表明,与两类参考反应器相比,优化热源温度分布规律后可使反应器总熵产生率降低58%以上,主要是通过降低传热过程熵产生率实现的;采用较短的反应器可较好地实现预定生产目标;对于熵产生最小时的过程最优路径,存在恒定的热驱动力或恒定的化学驱动力中间段区域;传热规律对过程熵产生最小时热源与反应混合物温度最优构型有显著影响. 展开更多
关键词 管式反应器 线性唯象传热定律 甲烷蒸汽重整 熵产生最小化 非线性规划 有限时间热力学
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中空纤维膜接触器脱出CO_2过程熵产率最小化 被引量：2
4
作者 王超 陈林根 +2 位作者 夏少军 宋汉江 孙丰瑞 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2509-2514,共6页
本文用有限时间热力学对中空纤维膜接触器脱出酸化海水中CO_2过程进行了理论研究。在壳程通过酸化海水,管程采用N_2和CO_2混合气体吹扫条件下,对传质过程熵产率进行了最小化。采用数值计算得到了熵产率最小传质策略的液相、气相中CO_2... 本文用有限时间热力学对中空纤维膜接触器脱出酸化海水中CO_2过程进行了理论研究。在壳程通过酸化海水,管程采用N_2和CO_2混合气体吹扫条件下,对传质过程熵产率进行了最小化。采用数值计算得到了熵产率最小传质策略的液相、气相中CO_2摩尔分数沿程分布,并与化学势差一定及管程采用N_2吹扫传质策略进行了比较。结果表明,熵产率最小传质策略的熵产率比管程采用N_2吹扫的传质策略减小41.39%;化学势差一定传质策略优于管程采用N_2吹扫传质策略。本文结果对实际中空纤维膜接触器脱出酸化海水中CO_2过程的设计具有一定理论指导意义。 展开更多
关键词 中空纤维膜接触器 CO2脱出过程 平均最优控制原理 熵产生最小化 有限时间热力学
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不可逆过程广义热力学动态优化研究进展 被引量：43
5
作者 陈林根 夏少军 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期981-1022,共42页
广义热力学优化理论是热科学与技术领域的研究热点之一.本文首先回顾了有限时间热力学、熵产生最小化理论、理论、广义热力学优化理论的产生与发展,深入剖析了上述热学优化理论的物理内涵及其相互间异同点,然后从传热过程、传质过程、... 广义热力学优化理论是热科学与技术领域的研究热点之一.本文首先回顾了有限时间热力学、熵产生最小化理论、理论、广义热力学优化理论的产生与发展,深入剖析了上述热学优化理论的物理内涵及其相互间异同点,然后从传热过程、传质过程、电容器充电电路和经济贸易过程等不可逆过程动态优化研究方面介绍了广义热力学优化理论的研究进展,重点比较了熵产生最小化理论和理论在传热传质过程优化中的异同点,最后指出除在研究对象范围和研究内容方面进一步拓展与细化外,追求物理模型的统一性、优化方法的通用性和优化结果的普适性是广义热力学优化理论的另一重要发展趋势. 展开更多
关键词 有限时间热力学 熵产生最小化理论 理论 广义热力学优化理论 最优控制
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射流通道内方柱发热器件的几何设计
6
作者 饶凯 谢志辉 +2 位作者 关潇男 孟凡凯 戈延林 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第9期955-965,共11页
基于构形理论,建立了二维射流通道内导热基座上方柱离散热源的散热优化模型.给定离散热源的总纵截面面积和热源高度为约束条件,以系统最高温度和熵产率为优化目标,以各热源的长度比为优化变量进行了几何设计,并分析了射流速度和热源间... 基于构形理论,建立了二维射流通道内导热基座上方柱离散热源的散热优化模型.给定离散热源的总纵截面面积和热源高度为约束条件,以系统最高温度和熵产率为优化目标,以各热源的长度比为优化变量进行了几何设计,并分析了射流速度和热源间距对热源最优构形的影响.当射流速度和热源间距给定时,均存在最优长度比使系统最高温度和熵产率最低,但对应不同射流速度和热源间距的最优长度比不同.研究结果可为方柱发热器件的热设计提供理论指导. 展开更多
关键词 构形理论 电子器件冷却 熵产生最小化原理 流固耦合 广义热力学优化
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