脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)作為改善傳熱性能的重要研究手段，在能源的開發(fā)、高效利用及節(jié)約方面扮演著關(guān)鍵角色。脈動流，特指流動狀態(tài)及其特征參數(shù)隨時間發(fā)生周期性變化的流體，主要包括兩種類型：一種是脈動流（pulsating flow 或 pulsatile flow），其特征是流體的平均速度在一個周期內(nèi)不為零，呈現(xiàn)出持續(xù)的流動方向；另一種是振蕩流（oscillating flow 或 oscillatory flow），其特征是流體的平均速度在一個周期內(nèi)為零，即流體在相反方向上流動的時間相等，導(dǎo)致平均速度為零。盡管這兩種流動類型在表現(xiàn)形式上有所不同，但通常被統(tǒng)一歸為脈動流的范疇。脈動流因其獨特的流動特性，在強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)等方面表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，具有重要的工程應(yīng)用價值。如何將脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于換熱裝置已經(jīng)成為研究焦點。脈動強(qiáng)化傳熱相較于傳統(tǒng)的強(qiáng)化傳熱具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：一方面，脈動流可以產(chǎn)生縱向渦流而破壞壁面的熱邊界層，加快冷、熱流體的熱量交換過程，提高傳熱效率；另一方面，脈動流可有效避免流道中產(chǎn)生的結(jié)垢現(xiàn)象。實現(xiàn)強(qiáng)化傳熱的關(guān)鍵是保證流體的持續(xù)性脈動。脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)主要存在以下兩個問題：①脈動流激勵源主要是機(jī)械力或者電磁力，這種方式產(chǎn)生的持續(xù)脈動流需要消耗額外能量；②在換熱裝置內(nèi)部增加擾流裝置或插件可使流體自身產(chǎn)生脈動，但這種方式產(chǎn)生的脈動流性能較差，擾流裝置或者插件會導(dǎo)致流體阻力變大，且換熱裝置內(nèi)部易結(jié)垢。因此，為了獲得更好的低流阻脈動性能，需要結(jié)合新機(jī)理、新工藝研究，開發(fā)新的流體脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)。自激振蕩腔室具有特殊結(jié)構(gòu)，無須外界激勵條件即可產(chǎn)生持續(xù)的脈沖射流，且具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、體積小以及安裝方便等優(yōu)點，在強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。自激振蕩脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)能夠顯著增強(qiáng)傳熱效果，其利用周期性脈動，可有效提高流體與傳熱表面之間的傳熱效率，且適于優(yōu)化傳熱系統(tǒng)的設(shè)計。此外，自激振蕩脈沖射流能夠改善流體動力學(xué)特性，減少湍流和渦流的產(chǎn)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有助于降低傳熱設(shè)備的流體動力學(xué)損失，提高設(shè)備的運行效率和延長使用壽命。本書作者所在研究團(tuán)隊對自激振蕩脈動強(qiáng)化傳熱的機(jī)理、數(shù)值模擬及多目標(biāo)優(yōu)化等方面進(jìn)行了深入研究，并基于此撰寫了本書。本書第1章主要介紹了脈動強(qiáng)化傳熱的機(jī)理、研究方法和影響因素，并詳細(xì)討論了湍流的數(shù)值模擬方法、強(qiáng)化傳熱的設(shè)計方法以及自激振蕩脈沖射流技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容；第2、3章聚焦于自激振蕩渦識別方法理論研究，包括自激振蕩脈沖效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理、渦識別方法計算原理、自激振蕩熱流道模型構(gòu)建以及自激振蕩渦結(jié)構(gòu)特性分析，并對渦結(jié)構(gòu)演化規(guī)律、渦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和自激振蕩周期性脈動流場進(jìn)行深入研究；第4、5章主要涉及自激振蕩腔室剪切層渦量擾動及脈動傳熱性能、熱流道結(jié)構(gòu)及換熱管強(qiáng)化換熱性能的討論；第6～8章主要圍繞自激振蕩腔室換熱特性及無量綱結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱和流阻性能的影響進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，提出了基于交叉參考線方法的多目標(biāo)進(jìn)化算法；第9章對自激振蕩腔室壁面進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計；第10章研究了Al2O3納米流體對自激振蕩熱流道傳熱性能的影響，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)選。本書內(nèi)容在自激振蕩脈動強(qiáng)化傳熱理論及熱流道結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有重要的指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值。本書主要由汪朝暉、高全杰撰寫，參與撰寫的還有饒長健、程自強(qiáng)、王永龍、胡高全、馮亞楠、袁紅梅、孫笑、甘霖、鮑榮清、趙耀輝、劉祥龍、蔣山杰、潘宗平。自激振蕩脈動強(qiáng)化傳熱技術(shù)及應(yīng)用仍處于不斷發(fā)展之中，新的問題不斷出現(xiàn)，即使是成熟的理論也需要新實踐的檢驗。因此，本書難免有不足之處，懇請讀者提出寶貴建議，以便能在今后得到糾正。