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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 有限时间热力学的产生、内涵和研究内容2

1.2.1 有限时间热力学的产生与发展2

1.2.2 有限时间热力学的物理内涵6

1.2.3 有限时间热力学的研究内容7

1.3 熵产生最小化理论的产生和物理内涵9

1.3.1 熵产生最小化理论的产生与发展9

1.3.2 熵产生最小化理论的物理内涵12

1.4 ？理论的产生、内涵和研究内容15

1.4.1 ？理论的产生与发展15

1.4.2 ？理论的物理内涵17

1.4.3 ？理论的研究内容18

1.5 广义热力学优化理论的产生和研究内容19

1.5.1 广义热力学优化理论的产生与发展19

1.5.2 广义热力学优化理论的研究内容20

1.6 传热过程动态优化现状24

1.6.1 牛顿传热规律下相关研究24

1.6.2 传热规律的影响26

1.7 传质过程动态优化现状27

1.8 电容器充电和电池做功电路动态优化现状28

1.8.1 电容器充电过程相关研究28

1.8.2 原电池放电过程相关研究29

1.9 贸易过程动态优化现状29

1.10 本书的主要工作及章节安排30

第2章 传热过程动态优化32

2.1 引言32

2.2 普适传热规律下传热过程熵产生最小化32

2.2.1 物理模型32

2.2.2 优化方法34

2.2.3 其他传热策略34

2.2.4 特例分析35

2.2.5 数值算例与讨论37

2.3 热漏对传热过程熵产生最小化的影响40

2.3.1 物理模型40

2.3.2 优化方法42

2.3.3 其他传热策略43

2.3.4 特例分析44

2.3.5 数值算例与讨论50

2.4 普适传热规律下传热过程？耗散最小化59

2.4.1 物理模型59

2.4.2 优化方法60

2.4.3 特例分析61

2.4.4 数值算例与讨论63

2.5 传热过程？耗散最小逆优化70

2.5.1 物理模型70

2.5.2 优化方法71

2.5.3 特例分析与讨论72

2.6 热漏对传热过程？耗散最小化的影响75

2.6.1 物理模型75

2.6.2 优化方法76

2.6.3 特例分析77

2.6.4 数值算例与讨论80

2.7 液-固相变传热过程？耗散最小化91

2.7.1 物理模型91

2.7.2 优化方法93

2.7.3 其他传热策略95

2.7.4 数值算例与讨论98

2.8 本章小结100

第3章 传质过程动态优化102

3.1 引言102

3.2 普适传质规律下等温节流过程积耗散最小化103

3.2.1 物理模型103

3.2.2 优化方法104

3.2.3 其他传质策略105

3.2.4 特例分析106

3.2.5 数值算例与讨论109

3.3 普适传质规律下单向等温传质过程积耗散最小化114

3.3.1 物理模型114

3.3.2 优化方法117

3.3.3 其他传质策略117

3.3.4 特例分析119

3.3.5 数值算例与讨论122

3.4 存在质漏的单向等温传质过程熵产生最小化127

3.4.1 物理模型127

3.4.2 优化方法128

3.4.3 特例分析129

3.4.4 数值算例与讨论131

3.5 质漏对单向等温传质过程积耗散最小化的影响134

3.5.1 物理模型134

3.5.2 优化方法135

3.5.3 特例分析135

3.5.4 数值算例与讨论137

3.6 扩散传质规律下等摩尔双向等温传质过程积耗散最小化141

3.6.1 物理模型141

3.6.2 优化方法142

3.6.3 其他传质策略144

3.6.4 数值算例与讨论145

3.7 普适传质规律下等温结晶过程熵产生最小化147

3.7.1 物理模型147

3.7.2 优化方法148

3.7.3 其他传质策略149

3.7.4 特例分析149

3.7.5 数值算例与讨论152

3.8 普适传质规律下等温结晶过程积耗散最小化154

3.8.1 物理模型154

3.8.2 优化方法155

3.8.3 特例分析155

3.8.4 数值算例与讨论156

3.9 本章小结159

第4章 电容器充电和电池做功电路动态优化160

4.1 引言160

4.2 非线性RC电路最优充电过程162

4.2.1 物理模型162

4.2.2 优化方法163

4.2.3 特例分析与讨论166

4.3 存在旁通电阻器的RC电路非线性电容器最优充电过程173

4.3.1 物理模型173

4.3.2 优化方法173

4.3.3 特例分析与讨论174

4.4 存在旁通电阻器的LRC电路非线性电容器最优充电过程179

4.4.1 物理模型179

4.4.2 优化方法180

4.4.3 特例分析与讨论181

4.5 具有内耗散的非线性电容电池最大输出功186

4.5.1 物理模型186

4.5.2 优化方法187

4.5.3 特例分析与讨论188

4.6 复杂反应燃料电池最优电流路径197

4.6.1 物理模型197

4.6.2 优化方法202

4.6.3 数值算例与讨论207

4.7 本章小结212

第5章 贸易过程动态优化214

5.1 引言214

5.2 一类简单贸易过程资本耗散最小化214

5.2.1 物理模型214

5.2.2 优化方法219

5.2.3 其他交易策略220

5.2.4 特例分析221

5.2.5 数值算例与讨论224

5.3 商品流漏对贸易过程资本耗散最小化的影响229

5.3.1 物理模型229

5.3.2 优化方法230

5.3.3 特例分析与讨论232

5.4 本章小结234

第6章 广义流传递过程动态优化235

6.1 引言235

6.2 广义流传递过程的广义耗散最小化236

6.2.1 物理模型236

6.2.2 优化结果237

6.2.3 应用239

6.3 广义流漏对广义流传递过程广义耗散最小化的影响245

6.3.1 物理模型245

6.3.2 优化结果246

6.3.3 应用246

6.4 本章小结249

第7章 电容器充电电路实验研究250

7.1 实验装置与实验方法250

7.2 实验结果分析252

7.3 本章小结255

第8章 全书总结256

参考文献260

附录A 最优化理论概述297

A.1 引言297

A.2 静态优化298

A.2.1 无约束函数极值优化298

A.2.2 仅含等式约束函数极值优化299

A.2.3 含不等式约束函数极值优化300

A.3 动态优化301

A.3.1 古典变分法302

A.3.2 极小值原理307

A.3.3 动态规划310

A.3.4 平均最优控制理论316

A.4 本附录小结318

附录B 第6章 相关公式推导319

B.1 6.2节中定理的证明319

B.1.1 欧拉-拉格朗日方程方法319

B.1.2 平均最优控制理论方法321

B.2 6.3节中定理的证明321

B.2.1 欧拉-拉格朗日方程方法321

B.2.2 平均最优控制理论方法323

附录C 主要符号说明324