《中国科学：技术科学》2022年2月10日在线发表的《宏观能质输运的耗散分析》一文导出了宏观能质输运的平衡方程，定义了宏观能质输运的热、质、功和动能传递效率，提出了统一表征能质耗散关系的作用量等价原理以及最小耗散原理，构建了宏观能质输运的线性耗散结构，为系统描述宏观能质输运的不可逆性奠定了理论基础。
管内对称涡纵向旋流低耗散流场结构(引自原文图4). (a) 流线; (b) 切向速度
基于自然界和工程上宏观能质输运的本构关系和守恒方程，该文导出了如下热能、质量组分、机械能和动量守恒平衡方程：![]()
基于上述方程，文中定义了如下宏观能质输运的热、质、功和动能传递效率：![]()
论文以如下圆管内插燕尾翼扰流组件为物理模型，分别计算了管内宏观能质输运的热传递效率、㶲传递效率、功传递效率和动能传递效率。![]()
圆管内插燕尾翼扰流组件的计算模型(引自原文图1)
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(a)
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(b)
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(c)
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(d)
管内宏观能质输运效率(引自原文图7). (a)热传递效率; (b)㶲传递效率; (c)功传递效率; (d)动能传递效率
计算显示, 管内宏观能质输运的热传递效率超过98.6%，㶲传递效率超过84%，功传递效率超过86.7%，而动能传递效率在37.5%以下，说明管内燕尾翼组件传递能量的热耗散较少，扰动流体耗功也较少，且大部分耗功用于克服流体的黏性并转化为热能。文中还提出了统一表征能质耗散关系的作用量等价原理和最小耗散原理，定义了非平衡态热力学线性区的系统耗散结构，也即：对于一个与外界环境交换物质和能量的近平衡态输运系统，若满足作用量等价原理和最小耗散原理，且宏观能质输运的热不可逆性由熵产生、(火积)耗散、热耗散以及㶲损表征，则认为该系统具有线性耗散结构。若再进一步考虑质流耗散、功流耗散和动能耗散，则将系统的不可逆性表征为能质耗散结构。
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http://engine.scichina.com/doi/10.1360/SST-2021-0578
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