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场协同原理

过增元教授对边界层型的流动进行能量方程的分析

场协同原理是1998年我国学者过增元教授对边界层型的流动进行能量方程的分析；通过将该方程在热边界层内的积分，证明了减小速度矢量与温度梯度之间的夹角是强化对流换热的有效措施。

对于对流换热问题，由于有流体流动必然存在着一个流体速度场，或称流场，它是一个矢量场。此外流体的温度是不均匀的，还存在一个流体温度场，由于我们关心的是热量输运速率，因此我们用温度梯度场代替温度场则更为方便。所以对流换热域中存在着两个矢量场：速度场与温度梯度场。
该理论认为在流速和流体的物理性质给定的条件下，对流换热换热界面上的换热强度不仅取决于速度场和温度梯度场本身，而且还取决于它们之间的夹角，即不仅取决于速度场、温度梯度场、夹角场的绝对值，还取决于这三个标量值的相互搭配。对流换热中速度场与温度梯度场的配合能使换热得到强化，此时称之为速度场与温度梯度场协同较好。速度场与温度梯度场的协同体现在三个方面：(1)速度与温度梯度间的夹角应尽可能地小，两者应尽量平行；(2)速度、温度梯度以及夹角余弦的局部值应该同时比较大，也即，夹角余弦大的地方，速度与温度梯度之值也应该比较大；(3)流体速度剖面和温度剖面尽可能均匀(在最大流速和温差一定条件下)。
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