脈動強化傳熱技術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為零，即流體在相反方向上流動的時間相等，導致平均速度為零。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，在強化傳熱傳質等方面表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，具有重要的工程應用價值。如何將脈動強化傳熱技術應用于換熱裝置已經成為研究焦點。脈動強化傳熱相較于傳統(tǒng)的強化傳熱具有明顯的技術優(yōu)勢：一方面，脈動流可以產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生的結垢現(xiàn)象。實現(xiàn)強化傳熱的關鍵是保證流體的持續(xù)性脈動。脈動強化傳熱技術主要存在以下兩個問題：①脈動流激勵源主要是機械力或者電磁力，這種方式產生的持續(xù)脈動流需要消耗額外能量；②在換熱裝置內部增加擾流裝置或插件可使流體自身產生脈動，但這種方式產生的脈動流性能較差，擾流裝置或者插件會導致流體阻力變大，且換熱裝置內部易結垢。因此，為了獲得更好的低流阻脈動性能，需要結合新機理、新工藝研究，開發(fā)新的流體脈動強化傳熱技術。自激振蕩腔室具有特殊結構，無須外界激勵條件即可產生持續(xù)的脈沖射流，且具有結構簡單、工作可靠、體積小以及安裝方便等優(yōu)點，在強化傳熱領域具有較好的應用前景。自激振蕩脈動強化傳熱技術能夠顯著增強傳熱效果，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)的設計。此外，自激振蕩脈沖射流能夠改善流體動力學特性，減少湍流和渦流的產生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有助于降低傳熱設備的流體動力學損失，提高設備的運行效率和延長使用壽命。本書作者所在研究團隊對自激振蕩脈動強化傳熱的機理、數(shù)值模擬及多目標優(yōu)化等方面進行了深入研究，并基于此撰寫了本書。本書第1章主要介紹了脈動強化傳熱的機理、研究方法和影響因素，并詳細討論了湍流的數(shù)值模擬方法、強化傳熱的設計方法以及自激振蕩脈沖射流技術的相關內容；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產生機理、渦識別方法計算原理、自激振蕩熱流道模型構建以及自激振蕩渦結構特性分析，并對渦結構演化規(guī)律、渦結構強度和自激振蕩周期性脈動流場進行深入研究；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、熱流道結構及換熱管強化換熱性能的討論；第6～8章主要圍繞自激振蕩腔室換熱特性及無量綱結構參數(shù)對傳熱和流阻性能的影響進行多目標優(yōu)化設計，提出了基于交叉參考線方法的多目標進化算法；第9章對自激振蕩腔室壁面進行改進設計；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，并進行結構參數(shù)優(yōu)選。本書內容在自激振蕩脈動強化傳熱理論及熱流道結構設計等方面具有重要的指導意義和實際應用價值。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、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。自激振蕩脈動強化傳熱技術及應用仍處于不斷發(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。