Projektowanie z teorią konstrukcyjną
o autorach xi
Przedmowa xiii
lista symboli xvii
1. Systemy przepływowe 1
1.1 prawo konstrukcyjne, unaczynienie i słabość 1
1.2 przepływ płynu 6
1.2.1 przepływ wewnętrzny: rozproszone straty tarcia 7
1.2.2 przepływ wewnętrzny: straty lokalne 11
1.2.3 przepływ zewnętrzny 18
1.3 przenikanie ciepła 20
1.3.1 przewodzenie 20
1.3.24
31
31
2. Niedoskonałość 43
2.1 ewolucja w kierunku możliwie najmniej niedoskonałej 43
2.2 Termodynamika 44
2.3 Systemy zamknięte 46
2.4 systemy otwarte 51
2.5 analiza elementów konstrukcyjnych 52
2.6 niedoskonałość wymiany ciepła 56
2.7 niedoskonałość przepływu płynu 57
2.8 inne niedoskonałości 59
2.9 optymalny rozmiar powierzchni wymiany ciepła 61
Referencje 62
problemy 63
3. Proste konfiguracje przepływu 73
3.1 przepływ między dwoma punktami 73
3.1.1 optymalny rozkład niedoskonałości 73
3.1.2 przekroje kanałów 75
3.2 przekroje kanałów rzecznych 78
3.3 odstępy wewnętrzne do konwekcji naturalnej 81
3.3.1 Ucz się, wyobrażając sobie konkurencyjne skrajności 81
3.3.2 małe odstępy 84
3.3.3 duże odstępy 85
3.3.4 optymalne odstępy 86
3.3.5 rozłożone płyty i cylindry 87
3.4 odstępy wewnętrzne do wymuszonej konwekcji 89
3.4.1 małe odstępy 90
3.4.2 duże odstępy 90
3.4.3 optymalne odstępy 91
3.4.4 rozłożone płytki, cylindry i płetwy sworzniowe 92
3.5 metoda przecinania asymptoty 94
3.6 dopasowanie bryły do “ciało” przepływu 96
3.7 ewolucja technologii: od konwekcji naturalnej do wymuszonej 98
Referencje 99
problemy 101
4. Sieci drzew dla przepływu cieczy 111
4.1 optymalne proporcje: konstrukcje w kształcie litery T I Y 112
4.2 optymalne rozmiary, Nie proporcje 119
4.3 drzewa między punktem a okręgiem 123
4.3.1 jeden poziom parowania 124
4.3.2 wolna liczba poziomów parowania 127
4.4 wydajność a swoboda Morph 133
4.5 drzewa o minimalnej długości 136
4.5.1 Minimalne długości w płaszczyźnie 137
4.5.2 Minimalne długości w trzech wymiarach 139
4.5.3 Minimalne długości na płycie 139
4.6 strategie szybszego projektowania 144
4.6.1 miniaturyzacja wymaga budowy 144
4.6.2 optymalne drzewa w stosunku do minimalnej długości drzewa 145
4.6.3 Kąty 75 stopni 149
4.7 drzewa między jednym punktem a obszarem 149
4.8 asymetria 156
4.9 trójwymiarowe drzewa 158
4.10 pętle, straty połączeń i Drzewa fraktalne 161
odniesienia 162
problemy 164
5. Konfiguracje do przewodzenia ciepła 171
5.1 drzewa do chłodzenia Korpusu w kształcie dysku 171
5.1.1 objętość elementarna 173
5.1.2 optymalnie ukształtowane Wkłady 177
5.1.3 jeden poziom rozgałęzienia 178
5.2 drzewa przewodzenia z pętlami 5.2.1 Jeden rozmiar pętli, jeden poziom rozgałęziania 190
5.2.2 projekty promieniowe, jedno-Bifurkacyjne i jedno-pętlowe 195
5.2.3 dwa rozmiary pętli, dwa poziomy rozgałęziania 197
5.3 drzewa w mikro i nanoskali 202
5.4 ewolucja technologii: od wymuszonej konwekcji do Ciała Stałego 6199>
206
209
210
6. Konfiguracje wieloskalowe 215
6.1 Dystrybucja źródeł ciepła chłodzonych konwekcją naturalną 216
6.2 Dystrybucja źródeł ciepła chłodzonych konwekcją wymuszoną 224
6.3 płytki Wieloskalowe do wymuszonej konwekcji 229
6.3.1 wymuszanie pracy całej objętości przepływu 229
6.3.2 przenoszenie ciepła 232
6.3.3 tarcie płynu 233
6.3.4 gęstość szybkości przenoszenia ciepła: najmniejsza Skala 234
6.4 Wieloskalowe płytki i odstępy dla konwekcji naturalnej 235
6.5 Wieloskalowe cylindry w przepływie krzyżowym 238
6.6 Wieloskalowe krople dla maksymalnej gęstości przenoszenia masy 241
Referencje 245
problemy 247
7. Konfiguracje Wielobiegunowe 249
7.1 Opór Cieplny w stosunku do mocy pompowania 249
7.2 objętość elementarna z konwekcją 250
7.3 konwekcja ciepła dendrytycznego na tarczy 257
7.3.1 wzór przepływu promieniowego 258
7.3.2 jeden poziom parowania 265
7.3.3 dwa poziomy parowania poziomy parowania 267
7.4 dendrytyczne wymienniki ciepła 274
7.4.1 Geometria 275
7.4.2 przepływ płynu 277
7.4.3 przenoszenie ciepła 278
7.4.4 promieniowy przeciwprąd blachy 284
7.4.5 Licznik drzewa na dysku 286
7.4.6 Licznik drzewa na kwadracie 289
7.4.7 wydajność Dwuobiektywowa 291
7.5 Technologia konstrukcyjnego wymiennika ciepła 294
7.6 izolowane konstrukcje w kształcie drzewa do dystrybucji ciepłej wody 295
7.6.1 elementarny ciąg użytkowników 295
7.6.2 rozkład promienia rury 297
7.6.3 dystrybucja izolacji 298
7.6.4 użytkownicy rozproszeni równomiernie na obszarze 301
7.6.5 sieć drzew generowana przez powtarzalne parowanie 307
7.6.6 wzrost drzewa jeden po drugim 313
7.6.7 Złożone Struktury Przepływu Są Solidne 318
Referencje 325
Problemy 328
8. Unaczynione materiały 329
8.1 przyszłość należy do unaczynionych: naturalny projekt Odkryty na nowo 329
8.2 drzewa linii do linii 330
8.3 przeciwprąd drzew linii do linii 334
8.4 materiały samoleczące 343
8.4.1 siatki kanałów 344
8.4.2 wiele skal, kształtów pętli i kształtów ciała 352
8.4.3 drzewa dopasowane baldachim do baldachimu 355
8.4.4 kanały ukośne i ortogonalne 362
8.5 unaczynienie 364
8.6 unaczynienie będzie się nadal rozprzestrzeniać 369
371
373
9. Konfiguracje do elektrokinetycznego przenoszenia masy 381
9.1 analiza w skali transferu gatunków przez układ porowaty 381
9.2 Model 385
9.3 migracja przez skończone porowate Medium 387
9.4 ekstrakcja jonowa 393
9.5 konstrukcyjny Widok Elektrokinetyczny transfer 396
9.5.1 reaktywne porowate Media 400
9.5.2 Optymalizacja w czasie 401
9.5.3 Optymalizacja w przestrzeni kosmicznej 403
405
10. Konstrukcje mechaniczne i przepływowe łączone 409
10.1 optymalny przepływ naprężeń 409
10.2 belki wspornikowe 411
10.3 Ściana izolacyjna z wnękami powietrznymi i zalecaną wytrzymałością 416
10.4 konstrukcje mechaniczne Odporne na atak termiczny 424
10.4.1 Belka w zginaniu 425
10.4.2 maksymalizacja odporności na nagłe nagrzewanie 427
10.4.3 Beton stalowo-żelbetowy 431
10.5 roślinność 442
10.5.1 kształt korzenia 443
10.5.2 kształty pni i baldachimów 446
10.5.3 stożkowe pnie, gałęzie i zadaszenia 449
10.5.4 leśne 453
Referencje 458
problemy 459
11. Quo Vadis Constructal Theory? 467
11.1 Termodynamika układów z konfiguracją 467
11.2 dwa sposoby przepływu są lepsze niż jeden 470
11.3 systemy energii rozproszonej 473
11.4 skalowanie w górę 482
11.5 i terytorium 483
11.486
Referencje 488
problemy 490
dodatek 491
A. Metoda analizy skali 491
B. Metoda nieustalonych współczynników (mnożników Lagrange ‘ a) 493
C. rachunek wariacyjny 494
D. stałe 495
E. współczynniki konwersji 496
F. grupy bezwymiarowe 499
G. ciała niemetaliczne 499
H. ciała stałe metaliczne 503
I. materiały porowate 507
J. ciecze 508
K. gazy 513
