Since 2004, our University project has become the Internet's most widespread web hosting directory. Here we like to talk a lot about web development, networking and server security. It is, after all, our expertise. To make things better we've launched this science section with the free access to educational resources and important scientific material translated to different languages.
Adrian Bejan - Teoria Constructal
Constructală multi-scară cilindrii in fluxul de cruce, T. Bello-Ochende şi A. Bejan, International Journal de căldură şi de transfer de masa 48 (2005) 1373-1383.
Distributia temperaturii numerice de canale verticale în convecţie naturală, cu trei nivele de complixity optimizate: m = 0, 1 şi 2, la Ra = 10 ^ 6. Referinţă: AK da Silva şi A. Bejan, Constructal multi-scară structură pentru o densitate maxima de transfer de căldură în convecţie naturală, Int. J. Fluid Flow Heat 2004. (În presă)
Trecerea de la o structura de arbore la un nivel cu mai multe de asociere, ca fluxul de rezistenţă (f) este limitată în timp ce creşte N. Convecţie dendritice pe un disc, W. Wechsatol, S. Lorente & A. Bejan, Int. J. transfer de căldură de masa 46 (2003) 4381-4891
Pentru un sistem cu flux finit-dimensiuni să persiste în timp (pentru a supravietui), configuraţia sa trebuie să evolueze (morfo), în timp, astfel încât acesta oferă acces la debit mai uşor.
Structurile geometrice derivate din acest principiu pentru aplicaţii de inginerie au fost denumite modele constructală. Gândit că acelaşi principiu serveşte ca bază pentru apariţia de forma geometrică în sistemele de curgere naturale este teoria constructală. Aceste evoluţii recente sunt revizuite în Termodinamică Inginerie cărţi Complex, 2-a ediţie. (Wiley, 1997) şi de forma si structura, de la inginerie la natură (Cambridge University Press, 2000).
Originea generaţie de forma geometrica revine în echilibrarea (sau distribuirea) a rezistenţelor fluxului de diverse prin sistemul. Un sistem real datorează ireversibilitatea acestuia la o serie de mecanisme, în special fluxul de lichid, energie termică şi electrică. Efortul de a îmbunătăţi performanţa unui întreg sistem se bazează pe capacitatea de a reduce la minim toate rezistenţele interne flux, împreună şi simultan, într-o manieră integratoare.
Rezistenţele nu poate fi minimizat în mod individual şi fără discriminare, din cauza constrângerilor: spaţiul este limitat, fluxurile de componente trebuie să se conecteze, şi componente trebuie să se încadreze în interiorul sistem mai mare.Rezistenţele concurează unul împotriva celuilalt. Traseul la îmbunătăţirea performanţei la nivel mondial este de echilibrare reduceri ale rezistenţelor concurente. Acest lucru se ridică la răspândirea rata de generare de entropie prin intermediul sistemului într-un mod optim, astfel încât ireversibilitatea total este redus. Optimă de raspandire este realizat în mod corespunzător de dimensionare, fasonarea şi poziţionarea componentelor. Optim de raspandire geometrie mijloace şi geografie. În final, sistemul său-geometrice arhitecturii apare ca un rezultat de optimizare la nivel mondial, integratoare.
Această metodă a fost dezvoltată iniţial pentru fluxul de caldura, cu aplicaţie la răcire de căldură-generatoare de volume (de exemplu, pachete de electronice), prin utilizarea rezervoarelor de concentrat de căldură şi de cantităţi mici de înaltă conductivitate materiale inseraţi. Structurile rezultate au fost copac in forma de căi de inalta conductivitate materiale. Cele mai multe fundamental a fost "copac", forma geometrica deduse din principiu. Structura arborescentă unifică clasă extrem de largă a fluxurilor de inginerie şi naturale, care conectează o infinitate de puncte (volum, suprafaţă), la unul sau mai multe puncte discrete (surse, chiuvete). Exemple sunt naturale, bazinele hidrografice şi delte, plămâni, ţesuturi vascularizate, fulgere, copaci botanică, şi frunze. Provocate de om fluxurile de forma de arbori se găsesc în sistemele de răcire de pachete de electronice şi înfăşurări de maşini electrice, suprafete înotătoare, schimbătoare de căldură de regenerare, trasee pentruminime în timp şi-minim costurile de transport, şi reţele pentru colectarea şi distribuţia de energie electrică, apă şi canalizare. Toate aceste exemple (câmpuri, într-adevăr), fac parte sub o umbrelă teoretic-constructală teoria-după cum se arată într-o nouă carte:
Forma şi structura, de la inginerie la natură
Adrian Bejan
Universitatea Duke
Cambridge University Press, 2000
Adrian Bejan
Universitatea Duke
Cambridge University Press, 2000
Caracteristicile de franare nou motiv în inginerie şi ştiinţe naturale, această carte explorează geometria sistemelor de debit, atât artificiale şi naturale. Se pare că la proiectarea şi optimizarea sistemelor de om, în timp ce teoretizarea pe generarea de forma geometrică în sistemele naturale. Asemănările abundă între cele două, cum ar fi prezenţa a reţelelor de copac în ambele computere şi pulmonare umane.
Forma şi structura de primăvară de la lupta pentru o performanţă mai bună. Numit teoria constructală, gândirea este că obiectivul "şi principiul constrângeri", utilizate în inginerie este acelaşi mecanism din care geometria în sistemele de curgere naturale se desprinde. Aceasta carte are o privire atentă la derivarea geometrice de la principiul de la-lupta pentru îndeplinirea obiectivului de performanţă mai bună fiind în acelaşi timp supusă unor constrângeri nivel global şi local. O astfel de examinare de optimizare de scop şi constrâns de inginerie permite-ne să facem mai bun simţ al arhitecturii naturii.
De la canale de râu pentru a fluxurilor economice, această carte atrage multe paralele între lumi de om şi naturale. Printre subiectele acoperite sunt structurii mecanice, arbori de căldură, conducte şi râuri, în structura de sisteme de putere, şi de transport şi de structura economiei. Bine ilustrat şi care conţine problemele de la sfârşitul fiecărui capitol, acest text este potrivit pentru cursuri avansate de proiectare student sau absolvent. Se va apela, de asemenea, la o gamă largă de cititori în inginerie, ştiinţe naturale, economie şi afaceri.
GALERIE Imagine de la "forma si structura, de la inginerie la natură", de Adrian Bejan:
PLATE I. Tree şi rădăcini pe cursul inferior al Dunării (favoare fotografia de Teresa M. Bejan)
PLATE II. Trei modele pentru structura internă a unei rate fixe totale generatoare de căldură şi un flux de lichid de racire care curge pe verticală. Obiectivul este de a maximiza conductanţă termică la nivel mondial între volumul şi fluxul, care este echivalentă cu reducerea la minimum a zonelor roşu (hot-spot temperaturi) care au loc în interiorul volumului.
PLATE III. Decurg forma optimă de reducere la minimum a rezistenţei la nivel mondial între un volum şi un punct. Trei modele concurente sunt afişate. Volumul şi rata de generare de căldură sunt fixate. Raportul de aspect al domeniului dreptunghiular este variabilă. Rezistenţa este proporţională cu diferenţa de temperatură de vârf, care este măsurată între punctele fierbinţi (roşu) şi radiatorul (albastru). Forma de mijloc minimizează domeniile reglementate de roşu şi are cel mai mic volum de puncte de rezistenta.
PLATE IV. câmp de temperatură într-o construcţie prima conţinând patru volume elementar. Notă formarea de pete calde (roşu) în colţuri situate cel mai îndepărtat de la chiuveta de căldură (albastru).
PLACA V forme optime de volume elementar cu distanţele la sfaturi de canale de înaltă conductivitate:. efectul de diferite.Reţineţi că forma optimă devine mai zvelt şi rezistenţă la nivel mondial scade (roşu dispare), ca volum şi conductivitatea creste canalul central.
PLATE VI. Optimizare a unghiului dintre tulpinile primul-construct şi tulpina de un construct al doilea. În acest exemplu, construcţia doilea are patru construieşte în primul rând, şi fiecare construi primul are opt volume elementar. În cazul în care tulpina sunt perpendiculare punctele fierbinţi sunt concentrate în cele mai îndepărtate colţuri în raport cu radiatorul (albastru).Atunci când unghiul este prea mare (primul cadru), punctele fierbinţi sari la colţuri că sunt pe aceeaşi parte ca şi radiator. În configuraţia optimă (al doilea frame), hot spots sunt cele mai răspândite uniform în jurul valorii de la periferia sistemului. Mai multe puncte de lucru cel mai greu în această configuraţie. Am continua această idee în continuare în forme de rezistenţă constantă construite în cap. 12.
PLATE VII. Canale cu aceeaşi suprafaţa secţiunii transversale, diferite forme, şi perimetre diferite umezit. Rândul de sus prezinta threeexamples cu fundul in forma de arce cercuri os. Numărul de sub fiecare desen reprezintă rezistenţa fluxului în raport cu rezistenţa de canal cu secţiune transversală semicirculare. Cele patru secţiuni indicat pe rândul de jos au avut lor de adâncime / lăţime raporturile optimizat pentru o rezistenţă minimă. act de faptul că rezistenţa nu variază apreciabil de la o formă la alta. Canal transversală modele sunt robuste.
PLATE VIII. Streaklines la timp n = 400 din interiorul sistemului optimizat în Fig. 6.16.
PLATE IX. Afişează culoarea de inflowing (albastru) şi revărsare (roşu), fluxuri, în construi primul (de sus), construi a doua (mijloc), şi a construi a treia (de jos).
X PLATE. alocarea de suprafaţă de transfer de căldură şi efectul acesteia asupra diferenţelor de temperatură şi putere de ieşire.
PLATE XI. Efectivul de pelicani zboară deasupra la Phinda, KwaZulu-Natal, Africa de Sud (prin amabilitatea fotografia lui William A. Bejan).
PLATE XII. Trei exemple de creştere a modelelor de strada ca reducerea la minimum a timpului de călătorie între o zonă finit-size şi un punct. Vitezele creşte pe măsură ce construieşte devin mai mari. Fiecare construi a fost optimizat de două ori, pentru forma si unghi.
PLATE XIII. Culoarea rosie prezinta de migraţie a puncte fierbinţi ca raportul de aspect al modificărilor triunghiuri. Există o zveltete optimă, intermediar care marchează momentul în care sare fierbinţi de la vârful la colţuri de bază două. În acest design laturile lungi ale întregul triunghi sunt la temperatura hot-spot.
PLATE XIV. a treia construi obţinute la patru din cele construieşte al doilea Fig. 12.5 sunt unite.
PLATE XV. Field temperature in una fin plate cu inclinatie creasta reglabile.
University Press, Cambridge, Marea Britanie, 2000, 344 pagini
Hardback (ISBN 0-521-79049-2) $ 110 / £ 70
Volum broşat (ISBN 0-521-79388-2) 39.95 dolari / £ 24.95
Onoruri Teoria constructală
Adrian Bejan şi Sylvie Lorente, 2004 Edward F. de atribuire Obert al Societatii Americane a Inginerilor Mecanici (ASME), pentru "formularea termodinamica de legea constructală" de hârtie.
Sylvie Lorente, 2005 Bergles-Rohsenow Young Investigator Award în transfer de căldură, Societatea Americana de Inginerie Mecanica (ASME) pentru "Creativitate şi impactul timpuriu privind cercetarea de transfer de căldură privind proiectarea clădirilor termice, conductie si convectie dendritice, şi de transport ionic".
Cesare Biserni, Premiul din 2005 a Uniunii Italiene de termo-fluido-dinamică (UIT) pentru "Particolarmente interessante e completa, în riferimento all'Effetto Vapotron, la descrizione dell'apparato Sperimentale messo un punto e realizzato, ed O Ricco set di risultati sperimentali, ottenuti attraverso questa apparecchiatura. Interessante risulta essere l'applicazione della "Teoria Constructal" all'ottimizzazione alcune di superfici alettate ".
Adrian Bejan şi Sylvie Lorente, 2007 James P. Premiul Hartnett de la Centrul Internaţional pentru căldură şi de transfer de masa, pentru lucrarea "structurile Constructal flux tree-formă", care a fost judecat ca cea mai bună lucrare prezentată în 2006 la o conferinţă, simpozion sau la un seminar in toata lumea se sancţionează de către ICHMT.
Echipament
"Teoria Constructal explică de ce un râu arată ca un copac"
La Loi Constructale
Ingenieria Mecanica
Conferinţa de Adrian Bejan
JA Jones Distinsi profesor la Universitatea Duke, Statele Unite ale Americii
Ecole des Mines, Paris, 07 februarie 2003
Université Henri Poincaré, Nancy, 12 februarie 2003
Titre
Theorie et Constructale Concepţia de Systèmes Procéds et: Configuraţiile Optimales des Ecoulements, de l'INGENIERIE un caracter la.
REZUMAT
Des Similitudinile sont courantes Entre les Systèmes en écoulement dans la natura et en INGENIERIE exemplu par, arborescences les existente en informatique, dans le corps humain, dans la croissance des cristaux, dans le Développement des Réseaux urbains ou de comunicare.
Dans Cette de conferinţe, l'auteur en partant de la concepţie et de l'optimizare des produce Systemes, propune ONU Principe déterministe de structurare géométrique des Systèmes naturels; la Theorie constructale que les să presupunem că contraintes objectifs et de l'INGENIERIE sont ceux qui aussi gouvernent La geometrie flux des dans la natura.
Les Systèmes imparfaits étant esenţă alin (al doilea Principe de la Thermodynamique), La Fleche du Temps et aux impune formeaza observées structuri, d'optimizare a les objectifs sous l'evolutia des contraintes globales locales et.
Des exemple sont donnés, allant des échangeurs de chaleur (monde de l'INGENIERIE) en passant par l'économie jusqu'aux écoulements naturels des canaux, comme il est dans le Montre dernier livre de l'auteur.
Cette conferinţă est dans le cadre donnée de la pct. française de l'ASME, EN ceea avec l'Association Française de Mécanique et la Société Française des Thermiciens.