不可逆循环的广义热力学动态优化 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:

• 热力学
• 动态优化
• 不可逆过程
• 广义热力学
• 循环过程
• 能量转换
• 系统优化
• 熵增原理
• 非平衡态热力学
• 工程应用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030552969

版次：31

商品编码：12251099

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

页数：400

字数：473000

正文语种：中文

内容简介

基于广义热力学优化理论，《不可逆循环的广义热力学动态优化》对工程界和人类社会中广泛存在的不可逆功、热能、电能、化学能和资本等广义能量转换循环与系统开展了动态优化研究，获得了不同优化目标下的优构型。《不可逆循环的广义热力学动态优化》汇集著者多年研究成果，第1章介绍有限时间热力学、熵产生小化、广义热力学优化、理论等各种热学优化理论的产生，并回顾与《不可逆循环的广义热力学动态优化》相关的动态优化问题的研究现状。第2~8章分别对恒温热源内可逆热机循环、变温热源热机循环、具有非均匀工质的热机性能界限、多级热力循环系统、化学机循环、多级等温化学循环系统、多级非等温不可逆化学机系统的动态优化(优构型)问题进行研究，提出广义热力学动态优化理论，给出解决各种不可逆广义能量转换循环与系统动态优化问题的统一方法以及普适研究结果。《不可逆循环的广义热力学动态优化》在研究方法上以交叉、移植和类比为主， 较大特点在于深化物理学理论研究的同时，注重多学科交叉融合研究并紧贴工程实际，在研究过程中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，终实现基于广义热力学优化理论的不可逆循环动态优化研究成果集成。

目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 理论热力循环动态优化现状 2
1.2.1 恒温热源理论热机循环优构型 2
1.2.2 变温热源理论热机循环优构型 3
1.2.3 串接、联合和多热源理论热机循环优构型 4
1.2.4 具有非均匀工质的理论热机性能界限 5
1.2.5 基于HJB理论的多级热力循环系统动态优化 5
1.3 理论化学循环动态优化现状 7
1.3.1 等温化学循环优构型 7
1.3.2 非等温化学机循环优构型 8
1.3.3 基于HJB理论的多级等温化学机循环系统动态优化 9
1.3.4 基于HJB理论的多级非等温化学机循环系统动态优化 9
1.4 本书的主要工作及章节安排 10
第2章 恒温热源内可逆热机循环动态优化 12
2.1 引言 12
2.2 广义辐射传热规律下压比约束下内可逆热机最大输出功率 12
2.2.1 物理模型 12
2.2.2 优化方法 15
2.2.3 特例分析 23
2.3 广义辐射传热规律下给定压比的内可逆热机最大输出功率? 47
2.3.1 物理模型 47
2.3.2 优化方法 48
2.3.3 特例分析 57
2.4 广义辐射传热规律下给定输入能的内可逆热机最大效率 89
2.4.1 物理模型 89
2.4.2 优化方法 89
2.4.3 特例分析 99
2.5 本章小结 124
第3章 变温热源热机循环动态优化 126
3.1 引言 126
3.2 两有限热容热源内可逆热机最大输出功 126
3.2.1 物理模型 126
3.2.2 优化方法 128
3.2.3 特例分析与讨论 130
3.3 存在热漏的有限高温热源不可逆热机最大输出功 134
3.3.1 物理模型 134
3.3.2 优化方法 134
3.3.3 特例分析与讨论 136
3.4 本章小结 138
第4章 具有非均匀工质的热机性能界限 139
4.1 引言 139
4.2 线性唯象传热规律下非均匀工质非回热不可逆热机 最大输出功率 139
4.2.1 物理模型 139
4.2.2 优化方法 142
4.2.3 数值算例与讨论 146
4.3 线性唯象传热规律下非均匀工质非回热 不可逆热机最大效率 149
4.3.1 物理模型 149
4.3.2 优化方法 150
4.3.3 数值算例与讨论 153
4.4 具有非均匀工质的一类理论热机最大功率和效率 155
4.4.1 物理模型 155
4.4.2 优化方法 158
4.4.3 不同反应速率方程和热阻模型下优化结果的比较 163
4.5 本章小结 164
第5章 基于HJB理论的多级热力循环系统动态优化 166
5.1 引言 166
5.2 普适传热规律下多级不可逆热机系统最大输出功率 166
5.2.1 系统建模与特性描述 166
5.2.2 优化方法 170
5.2.3 特例分析 171
5.2.4 数值算例与讨论 179
5.3 普适传热规律下多级不可逆热泵系统耗功率最小优化 197
5.3.1 系统建模与特性描述 197
5.3.2 优化方法 200
5.3.3 特例分析 201
5.3.4 数值算例与讨论 207
5.4 本章小结 211
第6章 化学机循环动态优化 213
6.1 引言 213
6.2 有限高势库等温内可逆化学机最大输出功 214
6.2.1 物理模型 214
6.2.2 优化方法 216
6.2.3 特例分析与讨论 218
6.3 存在质漏的有限高势库等温不可逆化学机最大输出功 224
6.3.1 物理模型 224
6.3.2 优化方法 225
6.3.3 特例分析与讨论 227
6.4 多库等温内可逆化学机最大输出功率 230
6.4.1 物理模型 230
6.4.2 优化方法 231
6.4.3 数值算例与讨论 234
6.5 基于LIT的有限高势库非等温内可逆化学机最大输出功 237
6.5.1 物理模型 237
6.5.2 优化方法 239
6.5.3 特例分析与讨论 241
6.6 本章小结 246
第7章 基于HJB理论的多级等温化学循环系统动态优化 248
7.1 引言 248
7.2 线性传质规律下多级等温不可逆化学机系统最大输出功率优化 249
7.2.1 系统建模与特性描述 249
7.2.2 优化方法 255
7.2.3 数值算例与讨论 260
7.3 扩散传质规律下多级等温不可逆化学机系统最大功率输出优化 271
7.3.1 系统建模与特性描述 271
7.3.2 优化方法 273
7.3.3 数值算例与讨论 275
7.4 线性传质规律下多级等温内可逆化学泵系统耗功率最小优化 278
7.4.1 系统建模与特性描述 278
7.4.2 优化方法 281
7.4.3 数值算例与讨论 282
7.5 本章小结 287
第8章 基于HJB理论的多级非等温不可逆化学机系统动态优化 288
8.1 引言 288
8.2 基于Lewis相似的单级非等温不可逆化学机最大输出功率 288
8.2.1 物理模型 288
8.2.2 优化方法 291
8.2.3 特例分析 294
8.2.4 数值算例与讨论 296
8.3 基于Lewis相似的多级非等温不可逆化学机系统最大输出功率 299
8.3.1 系统建模与特性描述 299
8.3.2 优化方法 301
8.3.3 特例分析 303
8.4 基于LIT的单级非等温不可逆化学机最大输出功率 305
8.4.1 物理模型 305
8.4.2 优化方法 306
8.4.3 特例分析 310
8.4.4 数值算例与讨论 311
8.5 基于LIT的多级非等温不可逆化学机系统最大输出功率 314
8.5.1 系统建模与特性描述 314
8.5.2 优化方法 317
8.5.3 特例分析 317
8.6 本章小结 319
第9章 全书总结 321
参考文献 327
附录A 优化理论概述 346
A.1 引言 346
A.2 静态优化 347
A.2.1 约束函数极值优化 347
A.2.2 仅含等式约束函数极值优化 348
A.2.3 含不等式约束函数极值优化 349
A.3 动态优化 350
A.3.1 古典变分法 351
A.3.2 极小值原理 356
A.3.3 动态规划 359
A.3.4 平均优控制理论 365
A.4 附录A小结 367
附录B 主要符号说明 368
Contents
Preface
Chapter 1 Introduction 1
1.1 Introduction 1
1.2 The dynamic-optimization status of theoretical thermodynamic cycles 2
1.2.1 Optimal configurations of theoretical heat engine cycles with constant-temperature heat reservoirs 2
1.2.2 Optimal configurations of theoretical heat engine cycles with variable-temperature heat reservoirs 3
1.2.3 Optimal configurations of sequential， combined and multi- reservoir theoretical heat engine cycles 4
1.2.4 Performance limits for theoretical heat engines with a non-uniform working fluid 5
1.2.5 Dynamic-optimization of multistage thermodynamic cycle systems based on Hamilton-Jacobi-Bellman theory 5
1.3 The dynamic-optimization status of theoretical chemical cycles 7
1.3.1 Optimal configurations of isothermal chemical cycles 7
1.3.2 Optimal configurations of non-isothermal chemical cycles 8
1.3.3 Dynamic-optimization of multistage isothermal chemical cycle systems based on Hamilton-Jacobi-Bellman theory 9
1.3.4 Dynamic-optimization of multistage non-isothermal chemical cycle systems based on Hamilton-Jacobi-Bellman theory 9
1.4 The major work and chapters’ arrangement of this book 10
Chapter 2 Dynamic-Optimization of Endoreversible Heat Engines with Constant- Temperature Heat Reservoirs 12
2.1 Introduction 12
2.2 Maximum power output of endoreversible heat engines with generalized radiative heat transfer law and without constraint of compression ratio 12
2.2.1 Physical model 12
2.2.2 Optimization method 15
2.2.3 Analyses for special cases 23
2.3 Maximum power output of endoreversible heat engines with generalized radiative heat transfer law and fixed compression ratio 47
2.3.1 Physical model 47
2.3.2 Optimization method 48
2.3.3 Analyses for special cases 57
2.4 Maximum efficiency of endoreversible heat engines with generalized radiative heat tr

《星辰的叹息：超越时空的文明回溯》 作者： 艾莉丝·范德比尔特 出版社： 苍穹之眼文创 出版日期： 2024年秋季 --- 内容简介 这是一部关于记忆、遗忘与宇宙终极图景的史诗级科幻长篇。 在公元3782年，人类文明已进入“大融合”时代。社会结构稳定，物质极大丰富，但某种深刻的、存在主义的空虚感却如同幽灵般在精英阶层中蔓延。彼时，量子计算和神经连接技术已臻化境，个体意识可以被数字化并储存在名为“静滞场”的宏大数据库中。然而，这些被保存的“数字灵魂”开始出现异象——它们在静默中低语着不属于任何已知文明的片段。 本书的主角，伊莱亚斯·文森特，是一位沉浸在古代哲学与失落历史中的独立研究者。他隶属于一个被官方称为“清道夫”的非营利组织，其职责是对发现的任何可能威胁到社会稳定性的“非线性信息”进行溯源和净化。伊莱亚斯的工作地点，是漂浮在柯伊伯带边缘的一座废弃空间站——“奥德赛之茧”。 故事伊始，伊莱亚斯被卷入了一桩离奇的案件：一位享誉盛名的“记忆架构师”在一次例行的深层意识上传中离奇死亡，其大脑皮层扫描图显示出一种复杂的、几何学上不可能存在的“熵增结构”。官方将其定性为设备故障，但伊莱亚斯却在死者的私人数据流中发现了一系列晦涩的符号，它们似乎指向一个被历史彻底抹除的古老文明——“塞壬族”。 塞壬族，传说中曾在银河系边缘播撒了第一个碳基生命火种，却在一夜之间集体蒸发。他们的存在被宇宙议会列为最高机密，任何相关研究都会招致致命的警告。伊莱亚斯的好奇心，驱动着他违抗了组织的指令，开始秘密追踪这些符号的线索。 他的调查将他带入了一个由多重维度交织而成的迷宫。他发现，塞壬族的“消失”并非是技术灾难或星际战争的结果，而是一场主动的、有意识的自我消解。他们留下了一套极为精妙的“信息锚点”，散布在宇宙的各个时间节点和空间坐标上，形成一个跨越数十亿年的巨型信息网络。 伊莱亚斯结识了蕾雅，一位自称是“时间回响猎手”的神秘女子。蕾雅的背景模糊不清，她似乎对塞壬族的科技有着本能的理解，并且坚信塞壬族并非消失，而是“蜕变”到了一个现有物理学无法感知的存在维度。蕾雅向伊莱亚斯揭示了一个惊人的真相：塞壬族在灭亡前夕，破解了宇宙的底层代码，发现了一个决定所有生命终局的“寂灭指令”。 这个指令并非惩罚，而是宇宙演化过程中必然会触发的一个物理阈值，一旦达到，所有信息结构——包括生命、恒星、乃至空间本身——都将不可避免地趋于绝对均匀与静止，即我们所称的“热寂”。 塞壬族人的目标，是利用他们积累的超验知识，在达到这个阈值之前，通过一次宏大的“意识跃迁”，将整个文明的信息载体提升到一种非物质性的状态，从而绕开物理定律的最终裁决。 然而，他们的计划并未完全成功。跃迁过程中产生了巨大的能量涟漪，这些涟漪在时空中留下了“回响”——也就是伊莱亚斯在数字灵魂中发现的那些混乱的、充满痛苦和渴望的片段。 随着伊莱亚斯和蕾雅的深入，他们开始受到来自一个被称为“守夜人”的秘密团体的追捕。守夜人是宇宙议会设立的最高执法力量，他们认为塞壬族的“跃迁尝试”是对宇宙秩序的亵渎，任何试图重现该技术的行为都必须被彻底根除，以防止引发更早的、灾难性的信息坍塌。 在追逐与逃亡中，伊莱亚斯必须面对一个终极的哲学拷问：如果文明的最终结局是必然的虚无，那么抵抗这种结局的努力，究竟是英雄主义的壮举，还是对宇宙基本法则的傲慢挑战？ 故事的高潮发生在编号为“Xylos-9”的死亡星系中央，那里是塞壬族留下的最后一个、也是最危险的“信息发射塔”。伊莱亚斯必须破解塔内的最终信息——那是一个关于如何“挽救”或“放弃”人类命运的选择。他手中的数据，不仅关乎他自身的生死，更可能决定了所有已知智慧生命的未来形态。 《星辰的叹息》以其宏大而精密的叙事结构，探讨了时间感知的相对性、信息熵的终极意义，以及生命在面对宇宙尺度上的必然性时，所能爆发出的最深沉、最不屈的意志。这不是一个关于胜利的故事，而是一曲关于在已知尽头，仍旧选择探求意义的悲壮赞歌。本书的每一页，都仿佛在低语着宇宙深处那些古老文明留下的、关于希望与虚无的最后讯息。读者将被带入一场超越常规物理学的思维冒险，直面存在本身的边界。

评分☆☆☆☆☆

读完《不可逆循环的广义热力学动态优化》，我感觉自己的认知边界被极大地拓展了。这本书不仅仅是一本关于热力学的书，更像是开启了一扇探索自然界运行奥秘的大门。作者提出的“广义热力学”视角，与我们传统理解的热力学有着显著的不同，它更加关注动态过程中的能量转化和损耗，尤其是“不可逆循环”这一核心概念，更是直接触及了现实世界中普遍存在的能量损耗现象。我曾以为热力学只是关于能量守恒和转化效率的静态描述，但这本书让我意识到，动态优化在其中扮演着至关重要的角色。作者通过精密的数学推导和深刻的物理洞察，阐释了如何在不可避免的能量损耗（即不可逆性）的情况下，寻找系统达到最佳性能的运行策略。这对于理解和设计各种工程系统，如能源转换设备、化工流程，乃至更复杂的生态系统，都具有极其重要的理论和实践意义。书中对“动态”的强调，让我不再将系统视为孤立的、静态的实体，而是将其置于一个持续演变、不断优化的过程中去审视。这是一种更加深刻、更具前瞻性的研究方法，也让我对未来科学和工程的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

读到《不可逆循环的广义热力学动态优化》这本书，我感到一种前所未有的震撼。作者以其深厚的功底和独特的视角，为我们揭示了一个复杂而迷人的领域。本书的主题——不可逆循环的广义热力学动态优化，本身就充满了挑战性，因为它触及了自然界中最根本的规律，并试图在动态变化的过程中寻找最优解。我尤其被书中对“不可逆性”的深入探讨所吸引。在宏观世界里，我们常常习惯于将过程理想化，忽视其固有的损耗和能量的耗散。然而，作者却直面这一现实，并通过广义热力学的框架，将不可逆性纳入分析的范畴。这使得本书的研究不仅仅停留在理论层面，更具备了实际应用的巨大潜力。例如，在设计更高效的能源系统、优化化工生产流程，乃至理解生命体内的能量代谢过程时，对不可逆循环的精确建模和动态优化都至关重要。书中那些令人惊叹的数学推导和物理模型，仿佛为我打开了一扇通往微观世界与宏观规律交织的奇妙之门，让我对能量的流动和转化有了全新的认识。虽然一些部分需要反复研读才能完全领会，但这正是其深刻之处，也是吸引我不断探索的动力。

评分☆☆☆☆☆

这部《不可逆循环的广义热力学动态优化》着实令人脑洞大开。我一直对那些看似简单却蕴含深刻物理规律的现象充满好奇，而这本书恰恰满足了我的求知欲。它探讨的“广义热力学”和“动态优化”相结合的视角，为理解现实世界中许多复杂的能量转化过程提供了一个全新的框架。书中对“不可逆循环”的深入剖析，打破了我过去对理想化过程的固有认知。我开始意识到，在真实的世界中，任何过程都伴随着能量的损耗和熵的增加，而如何在这种限制下实现最优化的运行，是科学和工程领域面临的重大挑战。作者通过严谨的推导和精妙的模型，展示了如何量化这些不可逆效应，并在此基础上设计出更加高效的系统。我尤其对书中关于如何平衡系统性能与能量耗散的讨论印象深刻。这不仅仅是学术上的探讨，更蕴含着巨大的实际应用价值。想象一下，如何在化工生产中减少能源消耗，如何设计更持久的电池，甚至如何更有效地利用可再生能源，都离不开对这类不可逆循环的深刻理解和优化。这本书提供了这样一个强大的理论工具，让我觉得受益匪浅，也激发了我进一步探索这个迷人领域的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

《不可逆循环的广义热力学动态优化》这本书，以其独特的视角和深邃的理论，为我打开了一个全新的认知维度。我一直觉得，我们对能量的理解，常常停留在教科书上相对理想化的模型。而这本书，则勇敢地直面现实世界中无处不在的“不可逆性”。作者将广义热力学这一更为宏观、更具普适性的理论框架，巧妙地应用到对“不可逆循环”的分析之中，并在此基础上探讨“动态优化”的可能性。这是一种非常前沿的研究思路。我非常佩服作者能够将如此抽象的理论概念，通过严谨的数学语言和清晰的逻辑结构，呈现在读者面前。书中对能量耗散、熵产生速率以及如何在这种“不可避免的损耗”下寻求系统最优运行状态的探讨，对于理解许多现实世界的工程问题，具有极其重要的指导意义。例如，在可再生能源利用、能源储存技术，甚至复杂生物系统的能量流动研究中，如何最大程度地减少能量损耗，提高系统的效率，都是亟待解决的问题。这本书提供的理论工具和分析方法，无疑为这些问题的解决提供了新的思路和方向。

评分☆☆☆☆☆

《不可逆循环的广义热力学动态优化》这本书，绝对是那种能让你在阅读过程中不断产生“原来如此”惊喜的书。我之前对热力学的一些理论概念，比如熵增原理，总认为是有些抽象的。但这本书却以一种非常具象化的方式，通过“不可逆循环”这个核心概念，将这些理论与实际的动态过程紧密联系起来。作者在书中花了大量的篇幅来阐述如何将广义热力学原理应用于分析和优化那些在现实世界中普遍存在的、不可避免地伴随着能量损耗的循环过程。比如，在讨论热机效率时，很多传统教材会给出理想情况下的卡诺效率，但这本书却直接切入到真实世界中，探讨如何在一个有能量耗散的循环中，找到达到最佳性能的运行策略。这种“接地气”的研究方法，对于我这样更偏向工程应用背景的读者来说，简直是福音。书中不乏复杂的数学公式和图表，但作者的讲解思路清晰，逻辑严谨，一步步引导读者理解这些复杂的概念。我尤其欣赏作者对于“动态优化”的强调，这意味着它不仅仅是静态的分析，而是关注系统在时间演化中的最佳表现。这为解决许多现实世界中的工程难题提供了有力的理论支撑。