場協同原理是1998年我國學者過增元教授對邊界層型的流動進行能量方程的分析；通過將該方程在熱邊界層內的積分，證明了減小速度矢量與溫度梯度之間的夾角是強化對流換熱的有效措施。
基本介紹
- 中文名：場協同原理
- 外文名：Field synergy principle
對於對流換熱問題，由於有流體流動必然存在著一個流體速度場，或稱流場，它是一個矢量場。此外流體的溫度是不均勻的，還存在一個流體溫度場，由於我們關心的是熱量輸運速率，因此我們用溫度梯度場代替溫度場則更為方便。所以對流換熱域中存在著兩個矢量場：速度場與溫度梯度場。
該理論認為在流速和流體的物理性質給定的條件下，對流換熱換熱界面上的換熱強度不僅取決於速度場和溫度梯度場本身，而且還取決於它們之間的夾角，即不僅取決於速度場、溫度梯度場、夾角場的絕對值，還取決於這三個標量值的相互搭配。對流換熱中速度場與溫度梯度場的配合能使換熱得到強化，此時稱之為速度場與溫度梯度場協同較好。速度場與溫度梯度場的協同體現在三個方面：(1)速度與溫度梯度間的夾角應儘可能地小，兩者應儘量平行；(2)速度、溫度梯度以及夾角餘弦的局部值應該同時比較大，也即，夾角餘弦大的地方，速度與溫度梯度之值也應該比較大；(3)流體速度剖面和溫度剖面儘可能均勻(在最大流速和溫差一定條件下)。
