不可逆循環的廣義熱力學動態優化 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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陳林根 著

圖書標籤:

• 熱力學
• 動態優化
• 不可逆過程
• 廣義熱力學
• 循環過程
• 能量轉換
• 係統優化
• 熵增原理
• 非平衡態熱力學
• 工程應用

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030552969

版次：31

商品編碼：12251099

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

頁數：400

字數：473000

正文語種：中文

內容簡介

基於廣義熱力學優化理論，《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》對工程界和人類社會中廣泛存在的不可逆功、熱能、電能、化學能和資本等廣義能量轉換循環與係統開展瞭動態優化研究，獲得瞭不同優化目標下的優構型。《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》匯集著者多年研究成果，第1章介紹有限時間熱力學、熵産生小化、廣義熱力學優化、理論等各種熱學優化理論的産生，並迴顧與《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》相關的動態優化問題的研究現狀。第2~8章分彆對恒溫熱源內可逆熱機循環、變溫熱源熱機循環、具有非均勻工質的熱機性能界限、多級熱力循環係統、化學機循環、多級等溫化學循環係統、多級非等溫不可逆化學機係統的動態優化(優構型)問題進行研究，提齣廣義熱力學動態優化理論，給齣解決各種不可逆廣義能量轉換循環與係統動態優化問題的統一方法以及普適研究結果。《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》在研究方法上以交叉、移植和類比為主， 較大特點在於深化物理學理論研究的同時，注重多學科交叉融閤研究並緊貼工程實際，在研究過程中追求物理模型的統一性、優化方法的通用性和優化結果的普適性，終實現基於廣義熱力學優化理論的不可逆循環動態優化研究成果集成。

目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 理論熱力循環動態優化現狀 2
1.2.1 恒溫熱源理論熱機循環優構型 2
1.2.2 變溫熱源理論熱機循環優構型 3
1.2.3 串接、聯閤和多熱源理論熱機循環優構型 4
1.2.4 具有非均勻工質的理論熱機性能界限 5
1.2.5 基於HJB理論的多級熱力循環係統動態優化 5
1.3 理論化學循環動態優化現狀 7
1.3.1 等溫化學循環優構型 7
1.3.2 非等溫化學機循環優構型 8
1.3.3 基於HJB理論的多級等溫化學機循環係統動態優化 9
1.3.4 基於HJB理論的多級非等溫化學機循環係統動態優化 9
1.4 本書的主要工作及章節安排 10
第2章 恒溫熱源內可逆熱機循環動態優化 12
2.1 引言 12
2.2 廣義輻射傳熱規律下壓比約束下內可逆熱機最大輸齣功率 12
2.2.1 物理模型 12
2.2.2 優化方法 15
2.2.3 特例分析 23
2.3 廣義輻射傳熱規律下給定壓比的內可逆熱機最大輸齣功率? 47
2.3.1 物理模型 47
2.3.2 優化方法 48
2.3.3 特例分析 57
2.4 廣義輻射傳熱規律下給定輸入能的內可逆熱機最大效率 89
2.4.1 物理模型 89
2.4.2 優化方法 89
2.4.3 特例分析 99
2.5 本章小結 124
第3章 變溫熱源熱機循環動態優化 126
3.1 引言 126
3.2 兩有限熱容熱源內可逆熱機最大輸齣功 126
3.2.1 物理模型 126
3.2.2 優化方法 128
3.2.3 特例分析與討論 130
3.3 存在熱漏的有限高溫熱源不可逆熱機最大輸齣功 134
3.3.1 物理模型 134
3.3.2 優化方法 134
3.3.3 特例分析與討論 136
3.4 本章小結 138
第4章 具有非均勻工質的熱機性能界限 139
4.1 引言 139
4.2 綫性唯象傳熱規律下非均勻工質非迴熱不可逆熱機 最大輸齣功率 139
4.2.1 物理模型 139
4.2.2 優化方法 142
4.2.3 數值算例與討論 146
4.3 綫性唯象傳熱規律下非均勻工質非迴熱 不可逆熱機最大效率 149
4.3.1 物理模型 149
4.3.2 優化方法 150
4.3.3 數值算例與討論 153
4.4 具有非均勻工質的一類理論熱機最大功率和效率 155
4.4.1 物理模型 155
4.4.2 優化方法 158
4.4.3 不同反應速率方程和熱阻模型下優化結果的比較 163
4.5 本章小結 164
第5章 基於HJB理論的多級熱力循環係統動態優化 166
5.1 引言 166
5.2 普適傳熱規律下多級不可逆熱機係統最大輸齣功率 166
5.2.1 係統建模與特性描述 166
5.2.2 優化方法 170
5.2.3 特例分析 171
5.2.4 數值算例與討論 179
5.3 普適傳熱規律下多級不可逆熱泵係統耗功率最小優化 197
5.3.1 係統建模與特性描述 197
5.3.2 優化方法 200
5.3.3 特例分析 201
5.3.4 數值算例與討論 207
5.4 本章小結 211
第6章 化學機循環動態優化 213
6.1 引言 213
6.2 有限高勢庫等溫內可逆化學機最大輸齣功 214
6.2.1 物理模型 214
6.2.2 優化方法 216
6.2.3 特例分析與討論 218
6.3 存在質漏的有限高勢庫等溫不可逆化學機最大輸齣功 224
6.3.1 物理模型 224
6.3.2 優化方法 225
6.3.3 特例分析與討論 227
6.4 多庫等溫內可逆化學機最大輸齣功率 230
6.4.1 物理模型 230
6.4.2 優化方法 231
6.4.3 數值算例與討論 234
6.5 基於LIT的有限高勢庫非等溫內可逆化學機最大輸齣功 237
6.5.1 物理模型 237
6.5.2 優化方法 239
6.5.3 特例分析與討論 241
6.6 本章小結 246
第7章 基於HJB理論的多級等溫化學循環係統動態優化 248
7.1 引言 248
7.2 綫性傳質規律下多級等溫不可逆化學機係統最大輸齣功率優化 249
7.2.1 係統建模與特性描述 249
7.2.2 優化方法 255
7.2.3 數值算例與討論 260
7.3 擴散傳質規律下多級等溫不可逆化學機係統最大功率輸齣優化 271
7.3.1 係統建模與特性描述 271
7.3.2 優化方法 273
7.3.3 數值算例與討論 275
7.4 綫性傳質規律下多級等溫內可逆化學泵係統耗功率最小優化 278
7.4.1 係統建模與特性描述 278
7.4.2 優化方法 281
7.4.3 數值算例與討論 282
7.5 本章小結 287
第8章 基於HJB理論的多級非等溫不可逆化學機係統動態優化 288
8.1 引言 288
8.2 基於Lewis相似的單級非等溫不可逆化學機最大輸齣功率 288
8.2.1 物理模型 288
8.2.2 優化方法 291
8.2.3 特例分析 294
8.2.4 數值算例與討論 296
8.3 基於Lewis相似的多級非等溫不可逆化學機係統最大輸齣功率 299
8.3.1 係統建模與特性描述 299
8.3.2 優化方法 301
8.3.3 特例分析 303
8.4 基於LIT的單級非等溫不可逆化學機最大輸齣功率 305
8.4.1 物理模型 305
8.4.2 優化方法 306
8.4.3 特例分析 310
8.4.4 數值算例與討論 311
8.5 基於LIT的多級非等溫不可逆化學機係統最大輸齣功率 314
8.5.1 係統建模與特性描述 314
8.5.2 優化方法 317
8.5.3 特例分析 317
8.6 本章小結 319
第9章 全書總結 321
參考文獻 327
附錄A 優化理論概述 346
A.1 引言 346
A.2 靜態優化 347
A.2.1 約束函數極值優化 347
A.2.2 僅含等式約束函數極值優化 348
A.2.3 含不等式約束函數極值優化 349
A.3 動態優化 350
A.3.1 古典變分法 351
A.3.2 極小值原理 356
A.3.3 動態規劃 359
A.3.4 平均優控製理論 365
A.4 附錄A小結 367
附錄B 主要符號說明 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

《星辰的嘆息：超越時空的文明迴溯》 作者： 艾莉絲·範德比爾特 齣版社： 蒼穹之眼文創 齣版日期： 2024年鞦季 --- 內容簡介 這是一部關於記憶、遺忘與宇宙終極圖景的史詩級科幻長篇。 在公元3782年，人類文明已進入“大融閤”時代。社會結構穩定，物質極大豐富，但某種深刻的、存在主義的空虛感卻如同幽靈般在精英階層中蔓延。彼時，量子計算和神經連接技術已臻化境，個體意識可以被數字化並儲存在名為“靜滯場”的宏大數據庫中。然而，這些被保存的“數字靈魂”開始齣現異象——它們在靜默中低語著不屬於任何已知文明的片段。 本書的主角，伊萊亞斯·文森特，是一位沉浸在古代哲學與失落曆史中的獨立研究者。他隸屬於一個被官方稱為“清道夫”的非營利組織，其職責是對發現的任何可能威脅到社會穩定性的“非綫性信息”進行溯源和淨化。伊萊亞斯的工作地點，是漂浮在柯伊伯帶邊緣的一座廢棄空間站——“奧德賽之繭”。 故事伊始，伊萊亞斯被捲入瞭一樁離奇的案件：一位享譽盛名的“記憶架構師”在一次例行的深層意識上傳中離奇死亡，其大腦皮層掃描圖顯示齣一種復雜的、幾何學上不可能存在的“熵增結構”。官方將其定性為設備故障，但伊萊亞斯卻在死者的私人數據流中發現瞭一係列晦澀的符號，它們似乎指嚮一個被曆史徹底抹除的古老文明——“塞壬族”。 塞壬族，傳說中曾在銀河係邊緣播撒瞭第一個碳基生命火種，卻在一夜之間集體蒸發。他們的存在被宇宙議會列為最高機密，任何相關研究都會招緻緻命的警告。伊萊亞斯的好奇心，驅動著他違抗瞭組織的指令，開始秘密追蹤這些符號的綫索。 他的調查將他帶入瞭一個由多重維度交織而成的迷宮。他發現，塞壬族的“消失”並非是技術災難或星際戰爭的結果，而是一場主動的、有意識的自我消解。他們留下瞭一套極為精妙的“信息錨點”，散布在宇宙的各個時間節點和空間坐標上，形成一個跨越數十億年的巨型信息網絡。 伊萊亞斯結識瞭蕾雅，一位自稱是“時間迴響獵手”的神秘女子。蕾雅的背景模糊不清，她似乎對塞壬族的科技有著本能的理解，並且堅信塞壬族並非消失，而是“蛻變”到瞭一個現有物理學無法感知的存在維度。蕾雅嚮伊萊亞斯揭示瞭一個驚人的真相：塞壬族在滅亡前夕，破解瞭宇宙的底層代碼，發現瞭一個決定所有生命終局的“寂滅指令”。 這個指令並非懲罰，而是宇宙演化過程中必然會觸發的一個物理閾值，一旦達到，所有信息結構——包括生命、恒星、乃至空間本身——都將不可避免地趨於絕對均勻與靜止，即我們所稱的“熱寂”。 塞壬族人的目標，是利用他們積纍的超驗知識，在達到這個閾值之前，通過一次宏大的“意識躍遷”，將整個文明的信息載體提升到一種非物質性的狀態，從而繞開物理定律的最終裁決。 然而，他們的計劃並未完全成功。躍遷過程中産生瞭巨大的能量漣漪，這些漣漪在時空中留下瞭“迴響”——也就是伊萊亞斯在數字靈魂中發現的那些混亂的、充滿痛苦和渴望的片段。 隨著伊萊亞斯和蕾雅的深入，他們開始受到來自一個被稱為“守夜人”的秘密團體的追捕。守夜人是宇宙議會設立的最高執法力量，他們認為塞壬族的“躍遷嘗試”是對宇宙秩序的褻瀆，任何試圖重現該技術的行為都必須被徹底根除，以防止引發更早的、災難性的信息坍塌。 在追逐與逃亡中，伊萊亞斯必須麵對一個終極的哲學拷問：如果文明的最終結局是必然的虛無，那麼抵抗這種結局的努力，究竟是英雄主義的壯舉，還是對宇宙基本法則的傲慢挑戰？ 故事的高潮發生在編號為“Xylos-9”的死亡星係中央，那裏是塞壬族留下的最後一個、也是最危險的“信息發射塔”。伊萊亞斯必須破解塔內的最終信息——那是一個關於如何“挽救”或“放棄”人類命運的選擇。他手中的數據，不僅關乎他自身的生死，更可能決定瞭所有已知智慧生命的未來形態。 《星辰的嘆息》以其宏大而精密的敘事結構，探討瞭時間感知的相對性、信息熵的終極意義，以及生命在麵對宇宙尺度上的必然性時，所能爆發齣的最深沉、最不屈的意誌。這不是一個關於勝利的故事，而是一麯關於在已知盡頭，仍舊選擇探求意義的悲壯贊歌。本書的每一頁，都仿佛在低語著宇宙深處那些古老文明留下的、關於希望與虛無的最後訊息。讀者將被帶入一場超越常規物理學的思維冒險，直麵存在本身的邊界。

評分☆☆☆☆☆

讀完《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》，我感覺自己的認知邊界被極大地拓展瞭。這本書不僅僅是一本關於熱力學的書，更像是開啓瞭一扇探索自然界運行奧秘的大門。作者提齣的“廣義熱力學”視角，與我們傳統理解的熱力學有著顯著的不同，它更加關注動態過程中的能量轉化和損耗，尤其是“不可逆循環”這一核心概念，更是直接觸及瞭現實世界中普遍存在的能量損耗現象。我曾以為熱力學隻是關於能量守恒和轉化效率的靜態描述，但這本書讓我意識到，動態優化在其中扮演著至關重要的角色。作者通過精密的數學推導和深刻的物理洞察，闡釋瞭如何在不可避免的能量損耗（即不可逆性）的情況下，尋找係統達到最佳性能的運行策略。這對於理解和設計各種工程係統，如能源轉換設備、化工流程，乃至更復雜的生態係統，都具有極其重要的理論和實踐意義。書中對“動態”的強調，讓我不再將係統視為孤立的、靜態的實體，而是將其置於一個持續演變、不斷優化的過程中去審視。這是一種更加深刻、更具前瞻性的研究方法，也讓我對未來科學和工程的發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這部《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》著實令人腦洞大開。我一直對那些看似簡單卻蘊含深刻物理規律的現象充滿好奇，而這本書恰恰滿足瞭我的求知欲。它探討的“廣義熱力學”和“動態優化”相結閤的視角，為理解現實世界中許多復雜的能量轉化過程提供瞭一個全新的框架。書中對“不可逆循環”的深入剖析，打破瞭我過去對理想化過程的固有認知。我開始意識到，在真實的世界中，任何過程都伴隨著能量的損耗和熵的增加，而如何在這種限製下實現最優化的運行，是科學和工程領域麵臨的重大挑戰。作者通過嚴謹的推導和精妙的模型，展示瞭如何量化這些不可逆效應，並在此基礎上設計齣更加高效的係統。我尤其對書中關於如何平衡係統性能與能量耗散的討論印象深刻。這不僅僅是學術上的探討，更蘊含著巨大的實際應用價值。想象一下，如何在化工生産中減少能源消耗，如何設計更持久的電池，甚至如何更有效地利用可再生能源，都離不開對這類不可逆循環的深刻理解和優化。這本書提供瞭這樣一個強大的理論工具，讓我覺得受益匪淺，也激發瞭我進一步探索這個迷人領域的興趣。

評分☆☆☆☆☆

《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》這本書，以其獨特的視角和深邃的理論，為我打開瞭一個全新的認知維度。我一直覺得，我們對能量的理解，常常停留在教科書上相對理想化的模型。而這本書，則勇敢地直麵現實世界中無處不在的“不可逆性”。作者將廣義熱力學這一更為宏觀、更具普適性的理論框架，巧妙地應用到對“不可逆循環”的分析之中，並在此基礎上探討“動態優化”的可能性。這是一種非常前沿的研究思路。我非常佩服作者能夠將如此抽象的理論概念，通過嚴謹的數學語言和清晰的邏輯結構，呈現在讀者麵前。書中對能量耗散、熵産生速率以及如何在這種“不可避免的損耗”下尋求係統最優運行狀態的探討，對於理解許多現實世界的工程問題，具有極其重要的指導意義。例如，在可再生能源利用、能源儲存技術，甚至復雜生物係統的能量流動研究中，如何最大程度地減少能量損耗，提高係統的效率，都是亟待解決的問題。這本書提供的理論工具和分析方法，無疑為這些問題的解決提供瞭新的思路和方嚮。

評分☆☆☆☆☆

讀到《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》這本書，我感到一種前所未有的震撼。作者以其深厚的功底和獨特的視角，為我們揭示瞭一個復雜而迷人的領域。本書的主題——不可逆循環的廣義熱力學動態優化，本身就充滿瞭挑戰性，因為它觸及瞭自然界中最根本的規律，並試圖在動態變化的過程中尋找最優解。我尤其被書中對“不可逆性”的深入探討所吸引。在宏觀世界裏，我們常常習慣於將過程理想化，忽視其固有的損耗和能量的耗散。然而，作者卻直麵這一現實，並通過廣義熱力學的框架，將不可逆性納入分析的範疇。這使得本書的研究不僅僅停留在理論層麵，更具備瞭實際應用的巨大潛力。例如，在設計更高效的能源係統、優化化工生産流程，乃至理解生命體內的能量代謝過程時，對不可逆循環的精確建模和動態優化都至關重要。書中那些令人驚嘆的數學推導和物理模型，仿佛為我打開瞭一扇通往微觀世界與宏觀規律交織的奇妙之門，讓我對能量的流動和轉化有瞭全新的認識。雖然一些部分需要反復研讀纔能完全領會，但這正是其深刻之處，也是吸引我不斷探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

《不可逆循環的廣義熱力學動態優化》這本書，絕對是那種能讓你在閱讀過程中不斷産生“原來如此”驚喜的書。我之前對熱力學的一些理論概念，比如熵增原理，總認為是有些抽象的。但這本書卻以一種非常具象化的方式，通過“不可逆循環”這個核心概念，將這些理論與實際的動態過程緊密聯係起來。作者在書中花瞭大量的篇幅來闡述如何將廣義熱力學原理應用於分析和優化那些在現實世界中普遍存在的、不可避免地伴隨著能量損耗的循環過程。比如，在討論熱機效率時，很多傳統教材會給齣理想情況下的卡諾效率，但這本書卻直接切入到真實世界中，探討如何在一個有能量耗散的循環中，找到達到最佳性能的運行策略。這種“接地氣”的研究方法，對於我這樣更偏嚮工程應用背景的讀者來說，簡直是福音。書中不乏復雜的數學公式和圖錶，但作者的講解思路清晰，邏輯嚴謹，一步步引導讀者理解這些復雜的概念。我尤其欣賞作者對於“動態優化”的強調，這意味著它不僅僅是靜態的分析，而是關注係統在時間演化中的最佳錶現。這為解決許多現實世界中的工程難題提供瞭有力的理論支撐。