2004年6月21日
提供工具的科学论文基于一种新的热力学原理,叫做“Constructal法律,”可能使汽车的设计者、喷气式飞机、空调和其他设备采取更科学的方法现在开发过程基于试验和错误。
基本上,Constructal法律这样的设计师提供了一个方法来减少流动的阻力在系统——无论是洋流或空调——在一个集成的方式。Constructal法律的一个关键优势,其开发人员说,在于它能使设计师系统平衡流电阻在一个复杂的系统到达最有效的设计。
欧洲研究人员已经开始应用Constructal法律设计的热交换器,城市供暖分销网络和电子冷却系统。其他研究人员应用原理来解释自然过程,如动物的形状或洋流和大气风的循环。
Constructal法的最新发展是在2004年7月的一篇文章中所描述的问题的国际期刊的传热传质法的主要开发人员,热力学专家艾德里安Bejan和机械工程学教授杜克大学普拉特工程学院土木工程教授,西尔维Lorente实验室的材料和结构的耐久性国立应用科学在图卢兹,法国。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
这篇文章提供了分析和图形工具申请Constructal法律更好地解释空气,水和其他物质流经设计从动物到机器。
这两位研究者说Constructal法可以改善设计在工程和提高科学理解基本的自然过程涉及流。“Constructal法律为设计师提供了一种参考,帮助他们理解效率性能限制,“Bejan说道。“决定改变设计使它更有效率,然后成为一个明智的决定关于资源和金钱。Constructal法律精神的视觉设计的起源和演化。设计包括配置、体系结构、几何形状和图纸,”他说。
“电阻不能最小化单独和不加区别地,因为约束:空间是有限的,流必须连接组件和组件必须容纳更大的系统,“Bejan说道。“电阻相互竞争。在全球性能改进的路线是平衡减少抗性竞争。”
认为流系统需要减少流动阻力来提高性能似乎直观,但并没有有效地融入到整个设计过程中,根据Bejan。传统上,工程师测量机器的输入和输出来计算其整体效率,他说。如果机器不够高效,设计师通常回到绘图板创建一个不同的设计,这种方法实际上提供了洞察不足如何改进这台机器。
“今天的设计在很大程度上仍然是一个艺术努力,与设计师从一个空白页,选择从无限的可能性的负担构建他们的机器,“Bejan说道。“Constructal法律的贡献是它驱动流获得最大化的普遍性,并可以使用这些信息来推断,提高工程设计。”The theory's ability to explain both natural and engineered systems supports its validity, he said.
在新发表的研究论文中,Bejan和Lorente提供图形工具来帮助研究人员应用Constructal法律原则来分析系统的配置和性能。设计的特点是性能和配置。自由改变配置有利于提高性能。最有效的系统平衡的全球目标流系统与全球系统的环境的限制,作者称之为一个“最优分布的缺陷。”
根据Bejan Constructal法律也揭示了限制的效率系统,揭示了收益递减点以外的额外修改系统的设计不会显著提高性能。
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