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第1章　绪论1

1.1　纳米流体的基本概念1

1.2　纳米流体的基本属性4

1.2.1　粒子形状5

1.2.2　粒径分布5

1.2.3　纳米流体的结构5

1.2.4　纳米流体的基本参数6

1.3　纳米流体体系的基本作用力7

1.3.1　粒子间的范德瓦耳斯力7

1.3.2　粒子间的静电排斥力8

1.3.3　布朗力9

1.3.4　浮升力10

1.3.5　相间阻力10

1.4　纳米流体在热科学技术领域的应用11

1.4.1　车辆散热11

1.4.2　航天器热控制12

1.4.3　电子仪器设备热管理12

1.4.4　生物医学13

1.4.5　核能系统13

1.4.6　其他应用13

参考文献14

第2章　纳米流体制备方法15

2.1　纳米流体的制备16

2.1.1　单步法16

2.1.2　两步法20

2.2　纳米流体的分散方法24

2.2.1　物理法分散纳米流体25

2.2.2　化学法分散纳米流体26

2.3　纳米流体悬浮稳定性分析27

参考文献31

第3章　纳米流体的聚集结构33

3.1　纳米粒子布朗运动33

3.1.1　朗之万运动方程34

3.1.2　纳米粒子的布朗运动模拟35

3.2　纳米流体的动态结构与粒子运动特性37

3.2.1　激光照射纳米流体形成散斑的理论研究37

3.2.2　激光散斑法测量纳米颗粒运动速度45

3.3　纳米流体的聚集模型49

3.3.1　生长模型50

3.3.2　纳米流体的聚集结构模拟53

3.4　纳米流体结构的分形理论分析方法58

3.4.1　分形概论58

3.4.2　分维数的定义60

3.4.3　纳米流体聚集结构的分形分析61

3.4.4　纳米流体结构的实验研究与分析65

参考文献66

第4章　纳米流体的输运参数68

4.1　纳米流体导热系数的瞬态热线测量方法68

4.1.1　瞬态热线法68

4.1.2　实验系统69

4.1.3　误差分析71

4.2　纳米流体的导热系数74

4.2.1　纳米粒子体积份额对纳米流体导热系数的影响79

4.2.2　纳米粒子属性对纳米流体导热系数的影响82

4.2.3　纳米粒子尺度对纳米流体导热系数的影响84

4.2.4　纳米粒子形状对纳米流体导热系数的影响85

4.2.5　温度对纳米流体导热系数的影响86

4.2.6　纳米流体悬浮稳定性对纳米流体导热系数的影响91

4.2.7　纳米流体导热系数实验数据分散性的讨论92

4.3　纳米流体强化导热系数机理93

4.3.1　纳米粒子改变基液结构94

4.3.2　纳米粒子微运动强化导热系数的作用机理分析98

4.4　基于布朗动力学理论的纳米流体导热系数模型100

4.4.1　纳米流体导热系数的叠加原理101

4.4.2　随机过程102

4.4.3　纳米流体的导热系数104

4.4.4　计算与分析105

4.4.5　纳米粒子团聚与纳米流体导热系数分析108

4.5　纳米流体的黏度109

4.5.1　两相混合物的黏度109

4.5.2　纳米流体黏度的实验研究110

参考文献116

第5章　纳米流体流动与能量传递宏观分析122

5.1　纳米流体流动与能量传递的基本特征与分析122

5.1.1　单相直接方法124

5.1.2　纳米粒子微扰动模型124

5.1.3　纳米粒子对流换热算例126

5.2　纳米流体流动与传热实验研究128

5.2.1　测试系统129

5.2.2　纳米流体对流换热实验结果与讨论132

5.2.3　纳米流体对流换热准则式140

5.2.4　纳米流体流动阻力性能144

5.3　纳米流体自然对流分析145

5.3.1　纳米流体自然对流实验研究146

5.3.2　纳米流体自然对流分析方法146

5.3.3　纳米流体自然对流不稳定性147

5.4　纳米流体沸腾换热特性研究148

5.4.1　纳米流体沸腾换热的实验结果148

5.4.2　纳米流体沸腾换热临界热负荷152

5.4.3　纳米流体沸腾换热机理的初步分析152

5.5　纳米流体中的传质分析154

5.5.1　纳米流体传质现象的实验观测155

5.5.2　纳米流体传质机理分析157

5.5.3　纳米流体传质过程的热质比拟分析158

5.5.4　热质扩散与质热扩散效应160

5.6　纳米流体强化传质特性的实验研究161

5.6.1　实验基本原理与实验系统161

5.6.2　实验系统可靠性验证162

5.6.3　荧光剂罗丹明B在纳米流体中的扩散系数164

参考文献167

第6章　纳米流体流动与能量传递介观分析171

6.1 格子-Boltzmann方法172

6.1.1　格子气自动机（LGA）173

6.1.2　格子-Boltzmann方法176

6.2　格子-Boltzmann模型179

6.2.1　无作用力条件下的格子-Boltzmann模型179

6.2.2　作用力条件下格子-Boltzmann模型的修正182

6.2.3　格子-Boltzmann方法中的边界条件184

6.3　纳米流体流动与传热的格子-Boltzmann模型188

6.3.1　纳米流体有效迁移的流动模型189

6.3.2　纳米流体的格子-Boltzmann热模型191

6.4　纳米流体系统作用力分析194

6.5　纳米流体流动与能量传递的介观机理195

6.5.1 纳米流体聚集结构的模拟196

6.5.2　纳米流体流动与传热过程模拟202

6.6　纳米流体流动与能量传递的多尺度模拟方法206

6.6.1　纳米流体多尺度模型207

6.6.2　多尺度模型计算步骤212

6.6.3　算例分析212

参考文献216

第7章　纳米流体技术的应用221

7.1　低传热性能工质的改性221

7.1.1　航天用纳米流体输运参数的测量222

7.1.2　航天用纳米流体流动与对流换热性能226

7.2　小尺度条件下纳米流体对流换热特性228

7.2.1　小通道扁管纳米流体流动与对流换热性能228

7.2.2　微通道纳米流体的传热性能230

7.3　纳米流体热管与相变换热231

7.3.1　纳米流体热管231

7.3.2　纳米流体振荡热管233

7.3.3　纳米流体相变换热强化233

7.4　纳米流体射流冲击冷却技术研究234

7.4.1　纳米流体射流冲击冷却实验系统235

7.4.2　射流冲击冷却实验数据分析方法237

7.4.3　射流冲击冷却实验结果分析238

7.5　纳米流体技术在强化传质过程中的应用242

7.6　纳米流体技术在储能系统中的应用244

参考文献245