tervezés Constructal elmélet
a szerzők Xi
Előszó xiii
szimbólumok listája xvii
1. Áramlási rendszerek 1
1.1 Konstruktális törvény, vaszkularizáció és soványság 1
1.2 folyadékáramlás 6
1.2.1 belső áramlás: elosztott súrlódási veszteségek 7
1.2.2 belső áramlás: helyi veszteségek 11
1.2.3 külső áramlás 18
1.3 hőátadás 20
1.3.1 vezetés 20
1.3.2 Konvekció 24
Hivatkozások 31
Problémák 31
2. Tökéletlenség 43
2.1 evolúció a lehető legkevésbé tökéletlen felé 43
2.2 termodinamika 44
2.3 zárt rendszerek 46
2.4 nyílt rendszerek 51
2.5 mérnöki alkatrészek elemzése 52
2.6 hőátadási tökéletlenség 56
2.7 folyadék áramlási tökéletlenség 57
2.8 egyéb hiányosságok 59
2.9 A hőátadó felület optimális mérete 61
hivatkozások 62
problémák 63
3. Egyszerű áramlási konfigurációk 73
3.1 áramlás két pont között 73
3.1.1 a tökéletlenség optimális eloszlása 73
3.1.2 csatorna keresztmetszetek 75
3.2 folyó csatorna keresztmetszetek 78
3.3 belső térközök a természetes Konvekcióhoz 81
3.3.1 Ismerje meg a Versengő szélsőségek elképzelésével 81
3.3.2 kis távolságok 84
3.3.3 nagy távolságok 85
3.3.4 optimális távolságok 86
3.3.5 lépcsőzetes lemezek és hengerek 87
3.4 belső térközök Kényszerkonvekció esetén 89
3.4.1 kis térközök 90
3.4.2 nagy térközök 90
3.4.3 optimális térközök 91
3.4.4 lépcsőzetes lemezek, hengerek és csapos uszonyok 92
3.5 az aszimptoták metszésének módszere 94
3.6 A szilárd anyag illesztése az aszimptoták “testéhez” az áramlás 96
3.7 A technológia fejlődése: a természetes, hogy kényszerített konvekció 98
hivatkozások 99
problémák 101
4. Fa hálózatok Folyadékáramláshoz 111
4.1 optimális arányok: T – és Y-alakú konstrukciók 112
4.2 optimális méretek, nem arányok 119
4.3 fák egy pont és egy kör között 123
4.3.1 egy párosítási szint 124
4.3.2 szabad párosítási szintek száma 127
4.4 teljesítmény versus Szabadság Morph 133
4.5 minimális hosszúságú fák 136
4.5.1 minimális hosszúságú fák egy sík 137
4.5.2 minimális hosszúság három dimenzióban 139
4.5.3 minimális hosszúság a lemezen 139
4.6 stratégiák a gyorsabb tervezéshez 144
4.6.1 a miniatürizálás építést igényel 144
4.6.2 optimális fák a minimális hosszúságú fákkal szemben 145
4, 6.3 75 fokos szögek 149
4.7 fák egy pont és egy terület között 149
4.8 aszimmetria 156
4.9 háromdimenziós fák 158
4.10 hurkok, elágazási veszteségek és Fraktálszerű fák 161
hivatkozások 162
problémák 164
5. Hővezetési konfigurációk 171
5.1 korong alakú test hűtésére szolgáló fák 171
5.1.1 elemi térfogat 173
5.1.2 optimális alakú betétek 177
5.1.3 egy elágazási szint 178
5.2 vezető fák hurkokkal 189
5.2.1 egy Hurokméret, egy elágazási szint 190
5.2.2 radiális, egyágú és egyhurkos tervek 195
5.2.3 két Hurokméret, két elágazási szint 197
5.3 fák mikro-és Nanoméretben 202
5.4 A technológia fejlődése: A Kényszerkonvekciótól a szilárd testig
vezetés 206
hivatkozások 209
problémák 210
6. Többlépcsős konfigurációk 215
6.1 természetes konvekcióval hűtött Hőforrások eloszlása 216
6.2 Kényszerkonvekcióval hűtött Hőforrások eloszlása 224
6.3 Multiscale lemezek kényszerített konvekció 229
6.3.1 kényszerítve a teljes áramlási térfogat dolgozni 229
6.3.2 hőátadás 232
6.3.3 folyadék súrlódás 233
6.3.4 hőátadási sebesség sűrűség: a legkisebb skála 234
6.4 többlépcsős lemezek és Távközök a természetes Konvekcióhoz 235
6,5 többlépcsős hengerek Keresztáramban 238
6,6 többlépcsős cseppek a maximális Tömegátadási sűrűséghez 241
hivatkozások 245
problémák 247
7. Többcélú Konfigurációk 249
7.1 termikus ellenállás a szivattyúzási teljesítményhez képest 249
7.2 elemi térfogat konvekcióval 250
7.3 dendritikus hő konvekció lemezen 257
7.3.1 radiális áramlási Minta 258
7.3.2 a párosítás egy szintje 265
7.3.3 két szint párosítás 267
7.4 dendrites hőcserélők 274
7.4.1 geometria 275
7.4.2 folyadékáramlás 277
7.4.3 hőátadás 278
7.4.4 radiális lap ellenáram 284
7.4.5 fa ellenáram egy lemezen 286
7.4.6 fa ellenáram egy négyzeten 289
7.4.7 két-objektív teljesítmény 291
7.5 Constructal hőcserélő technológia 294
7.6 fa alakú szigetelt tervek elosztására forró víz 295
7.6.1 elemi húr a felhasználók 295
7.6.2 elosztása cső sugara 297
7.6.3 elosztása cső sugara szigetelés 298
7.6.4 felhasználók egyenletesen elosztva egy területen 301
7.6.5 fa hálózat által generált ismétlődő párosítás 307
7.6.6 egy-egy fa növekedés 313
7.6.7 A Komplex Áramlási Struktúrák Robusztusak 318
Hivatkozások 325
Problémák 328
8. Vaszkularizált anyagok 329
8.1 A jövő tartozik a vaszkularizált: természetes Design újra felfedezett 329
8.2 Line-to-Line fák 330
8.3 Ellenáramlása Line-to-Line fák 334
8.4 öngyógyító anyagok 343
8.4.1 csatornák rácsai 344
8.4.2 többszörös Mérlegek, hurok alakzatok és testformák 352
8.4.3 a lombkorona a lombkorona 355
8.4.4 átlós és ortogonális csatornák 362
8.5 vaszkularizáció a fűtés elleni küzdelem 364
8,6 a vaszkularizáció továbbra is terjed 369
hivatkozások 371
problémák 373
9. Konfigurációk elektrokinetikus Tömegátvitelhez 381
9.1 Fajok porózus rendszeren keresztüli átvitelének Skálaanalízise 381
9.2 modell 385
9.3 migráció véges porózus közegen keresztül 387
9.4 Ionos extrakció 393
9.5 az elektrokinetikus transzfer konstruktív nézete 396
9.5.1 reaktív porózus Média 400
9.5.2 optimalizálás időben 401
9.5.3 optimalizálás az űrben 403
hivatkozások 405
10. Mechanikai és áramlási szerkezetek kombinált 409
10.1 optimális áramlási feszültségek 409
10.2 konzolos gerendák 411
10.3 szigetelő fal légüregek és előírt szilárdság 416
10.4 mechanikai szerkezetek ellenállnak a termikus támadás 424
10.4.1 gerenda hajlítás 425
10.4.2 a hirtelen hevítéssel szembeni ellenállás maximalizálása 427
10.4.3 acél-vasbeton 431
10.5 növényzet 442
10.5 gyökér alakja 443
10.5.2 törzs és lombkorona formák 446
10.5.3 kúpos törzsek, ágak és előtetők 449
10.5.4 erdő 453
hivatkozások 458
problémák 459
11. Quo Vadis Constructal Elmélet? 467
11.1 A konfigurációjú rendszerek Termodinamikája 467
11.2 az áramlás két módja jobb, mint egy 470
11.3 elosztott energiarendszerek 473
11.4 felnagyítás 482
11.5 túlélés nagyobb teljesítmény, karcsúság és terület 483
11.6 A tudomány mint Konzruktális áramlási architektúra 486
hivatkozások 488
problémák 490
függelék 491
A. A Skálaelemzés módszere 491
B. meghatározatlan együtthatók (Lagrange-szorzók) módszere 493
C. variációs kalkulus 494
D. állandók 495
E. átváltási tényezők 496
F. dimenzió nélküli csoportok 499
G. nem fémes szilárd anyagok 499
H. fémes szilárd anyagok 503
I. porózus anyagok 507
J. folyadékok 508
K. gázok 513
