流动和传热传质过程的多目标构形优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈林根 著

图书标签:

• 流动传热传质
• 多目标优化
• 构形优化
• 传热学
• 流体力学
• 传质学
• 优化算法
• 工程应用
• 数值模拟
• 过程强化

店铺： 欣欣佳和图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030497420

商品编码：26740745206

包装：平装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名：流动和传热传质过程的多目标构形优化

定价：158.00元

作者：陈林根

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030497420

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：128开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

导语_点评_推荐词

内容提要

---

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

流动、传热与传质过程的优化设计：原理、方法与应用 图书简介 本书系统深入地探讨了复杂流动、传热和传质过程中多目标构形优化的理论基础、先进方法及其在工程实践中的广泛应用。本著作旨在为从事化学工程、能源工程、机械工程、环境工程以及相关交叉学科的科研人员、工程师和高年级本科生、研究生提供一本全面、深入且具有高度实践指导价值的参考手册。 本书的叙述结构遵循了从基础理论到高级方法，再到具体案例分析的逻辑递进路线。我们首先从宏观和微观角度对流体动力学、热量传递和物质扩散的基本原理进行梳理与回顾，强调这些基本物理过程在优化问题中所扮演的核心角色。这部分内容着重于建立对耦合物理现象的深刻理解，特别是当流动、传热和传质过程相互作用、彼此影响时所呈现出的复杂性。 第一部分：基础理论与多目标优化导论 本部分聚焦于建立多目标优化问题在流动、传热和传质领域中的数学框架。我们详细阐述了如何将复杂的物理模型（通常是偏微分方程组，如纳维-斯托克斯方程、能量方程和质量扩散方程）与工程目标函数（如最小化压降、最大化换热效率、提高反应转化率、确保温度均匀性等）相结合。 重点讨论了多目标优化问题的固有特性，包括帕累托前沿的定义、收敛性分析以及在工程决策中的重要性。我们区分了标量化方法（如加权和法、$epsilon$-约束法）和非标量化方法（如进化算法），并分析了每种方法的适用场景和局限性。此外，书中还对影响系统性能的关键物理参数的敏感性进行了深入分析，为后续的构形设计提供了理论指导。 第二部分：先进的构形设计与优化方法 本书的核心竞争力在于对先进优化算法的深入介绍和应用指导。我们不仅停留在传统的优化工具层面，而是着重介绍了近年来在复杂系统优化中表现出色的现代计算方法。 拓扑优化（Topology Optimization, TO）： 详细介绍了密度法、相场法以及水平集方法在设计反应器内部结构、热交换器流道布局和多孔介质渗透路径优化中的应用。我们着重分析了如何将流体动力学约束（如应力、剪切力）纳入拓扑优化的目标函数中，以避免生成不符合实际制造或运行要求的结构。 形状优化与网格无关性： 针对换热器翅片形状、管道弯道曲率以及搅拌器叶片几何形状的优化，系统阐述了基于伴随方程（Adjoint Method）的梯度信息计算技术。这种方法极大地提高了优化效率，尤其适用于高维度的几何参数空间。书中强调了网格收敛性和网格独立性检验在保证优化结果可靠性中的关键作用。 多尺度与多物理场耦合优化： 鉴于许多工程问题（如催化反应器、燃料电池）同时涉及微观尺度的化学反应与宏观尺度的流体输运，本书专门开辟章节讨论多尺度优化策略。这包括如何利用粗粒化模型与精细模型耦合，以在保证计算效率的同时，准确捕捉不同尺度下的物理现象及其对整体性能的影响。 智能与混合优化算法： 针对非光滑、高维度的目标函数空间，我们详细介绍了基于群体的启发式算法，如非支配排序遗传算法II (NSGA-II)、多目标粒子群优化 (MOPSO) 等。更进一步，书中介绍了如何将这些全局搜索算法与局部精确搜索方法（如牛顿法或准牛顿法）相结合，形成高效的混合优化框架，以平衡全局探索能力和局部收敛速度。 第三部分：关键工程领域的应用案例 本部分通过一系列详尽的工程案例，展示了多目标构形优化在解决实际工程挑战中的强大能力。 高效热交换器设计： 案例聚焦于紧凑型板式换热器和微通道换热器。优化目标通常是同时实现最小化传热热阻（最大化换热系数）和最小化沿程压降。通过结构拓扑的迭代，展示了如何找到在热力学性能与流体阻力之间最佳平衡点的构形。 化学反应器优化： 涉及固定床、流化床和微反应器的优化。重点在于优化床层填料的分布、反应器几何形状以及流体的进出口分配，以确保反应物浓度和温度场的均匀性，从而最大化目标产物的选择性和转化率，同时控制局部过热风险。 分离与混合过程的强化： 针对萃取塔、吸收塔或静态混合器的设计，优化目标包括提高分离效率（传质系数）和降低能耗（混合所需功耗）。书中展示了如何通过优化内部构件（如筛板、导流板）的形状，诱导产生有利于传质或混合的二次流结构。 新能源技术中的应用： 详细分析了燃料电池（PEMFC/SOFC）的流场板设计和储能设备（如熔盐储热系统）的内部结构优化，目标是均匀化电流密度和温度分布，延长设备寿命并提高能量转换效率。 结论与展望 本书最后总结了当前多目标构形优化领域面临的挑战，例如如何处理制造约束的复杂性（可制造性）、如何有效集成离线优化与在线控制，以及如何将高保真度的物理模型（如DNS）与优化循环相结合。我们对未来利用机器学习（如代理模型、深度学习）加速优化过程的方向进行了展望，力求为读者提供一个全面、前瞻性的知识体系。 本书内容翔实，图表丰富，结合了大量的数学推导和工程实例，是流体力学、热力学及优化设计领域不可或缺的专业参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计实在是太引人注目了，那种带着抽象几何美感的色彩搭配，让人一眼就能感受到其中蕴含的复杂性和深度。我本来对这类专业性极强的书籍有些望而却步，但这本书的装帧设计让我产生了强烈的探索欲。它不像传统教科书那样枯燥乏味，反而透露出一种现代感和艺术气息。拿到手里沉甸甸的感觉，也让人对其中内容的扎实程度充满了信心。我猜想，这本书的作者一定在排版和视觉呈现上下了很大功夫，这对于提升阅读体验无疑是巨大的加分项。这种注重细节的出版态度，也侧面反映了书籍内容本身的严谨和高标准。我非常期待能翻开这本书，看看里面的知识体系是如何被这种精致的外壳所包裹和呈现的。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在琢磨如何将理论知识与实际工程问题更有效地结合起来，希望能找到一些突破性的方法论。听闻市面上有一本关于“优化”的著作，据说在处理多变量、多约束的复杂系统方面有独到的见解，这正是我目前最急需的。我希望能从中学到一套行之有效的决策框架，而不是仅仅停留在单一指标的改进上。如果这本书能够系统地阐述如何平衡相互竞争的目标，比如效率与成本、性能与可靠性之间的权衡艺术，那对我来说无疑是如获至宝。我特别关注那些案例分析部分，希望能看到具体的工业场景是如何通过应用这些先进的优化策略来获得显著改善的，这样抽象的数学模型才能真正落地生根，产生实际价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期从事科研工作的人士，我深知文献综述和前沿追踪的重要性。市面上很多同类书籍往往在理论推导上做得非常深入，但对于近五年来的技术发展和最新的研究热点则着墨不多，总给人一种滞后感。我希望能在这本书里看到对当前领域内最新算法的介绍，特别是那些能处理非线性、强耦合系统的处理手段。我尤其好奇，这本书是如何组织和呈现那些最新的学术成果的？是采用清晰的脉络梳理，还是通过对比不同学派的观点来展现争鸣的态势？如果它能提供一个关于未来发展方向的预测和洞察，那就太棒了，这比单纯的知识复述更有启发性。

评分☆☆☆☆☆

我对于任何强调“过程”和“动态变化”的书籍都抱有天然的好感。在许多工程领域，静态的、平衡态的分析已经远远不够用了，我们必须理解事物在不断演化中的内在规律。这本书的标题中似乎暗示了对这种动态性的关注，这让我联想到在复杂系统运行中，参数是如何随着时间、环境条件变化而漂移的。我希望书中能提供关于如何实时监测、如何快速响应这些过程变化的方法论。想象一下，如果能掌握一套工具，可以在系统运行的任何一个瞬间进行有效的干预和调整，那将是多么强大的能力。我期待看到它如何将这种“流动性”融入到优化设计之中。

评分☆☆☆☆☆

阅读专业书籍对我而言，往往是一场与作者思想深度的对话。我更欣赏那些行文风格严谨，逻辑链条密不透风，但又措辞精准、不使用过多冗余修饰的著作。我希望这本书的语言是面向专业人士的，能够直接切入核心概念，深入探讨其数学本质和物理意义。我更看重的是作者在构建知识体系时所展现出的洞察力和结构美感，是否能引导读者从宏观的系统视角，一步步剖析到微观的单元行为。如果它能像一位经验丰富的大师在为你点拨迷津，揭示那些隐藏在复杂现象背后的简洁原理，那么这本书的价值就远远超出了其作为一本参考书的范畴，而成为了思想上的指引。