场协同原理重新审视了对流换热的物理机制,确定了流体速度和热流方向的协同与换热强化之间的关系,对强化传热表面和单元的设计具有一定的指导意义,其在传热领域的应用一直是研究的热点。设备效率直接影响着经济利益,而安全性能也同样不容忽视。现有的研究工作已证明,多种形式的失效间也存在着协同关系。作者对目前研究较为深入的场协同理论进行了全面阐述。选取冲蚀、腐蚀、强度等常见的失效形式,从场协同的角度对其失效机理进行分析。通过对冲蚀理论及模型的总结,明确了固体粒子冲蚀的作用机理。选取适当的冲蚀模型,利用该模型提出的冲蚀计算式,得到冲蚀的拟场协同方程,并对相关场或拟场的协同作用规律进行了分析。分析多种形式腐蚀的基本机理,重点研究了腐蚀电极反应过程,总结出控制腐蚀速度的一般规律。利用对流扩散方程,推出腐蚀的场协同方程,得到了内部流体矢量场间的协同关系对外部结构腐蚀的作用规律。根据板壳理论得到板壳结构中应力的表达式,并推导内部流场对外部结构的作用力计算式。结合上述两式得到影响板壳结构强度的拟场协同方程,研究矢量场或拟场间的作用规律,并对提高板壳结构的安全性能进行了分析。综合考虑总输送能量、质量、输送产值、投资及运行费用等因素,提出了反映板壳结构安全与能效协调性及收益合理性的评价指标。以流体的管道输送为例,分别得到了常温流体与热流体管道输送的协调评价指标表达式,并通过实例加以验证。用这种方法确定流体输送管道的经济管径,能使单位质量管道输送的能量最大,产出投入比最佳,从而使管道达到经济运行的目的。所获得的研究成果,可对场协同理论在其他领域的应用及板壳结构安全性能的进一步提高提供思路。