Granular Gaseous Flows: A Kinetic Theory Approach to Granular Gaseous Flows

متن پشت جلد:

این کتاب به مطالعه وضعیت گازی ماده دانه‌ای در شرایط جریان سریع ناشی از یک تحریک شدید و پایدار می‌پردازد. در این رژیم، دانه ها تنها در هنگام برخورد با یکدیگر تماس دارند و از این رو، نظریه جنبشی ابزار بسیار مفیدی برای مطالعه جریان های دانه ای است. تفاوت اصلی با سیالات معمولی یا مولکولی این است که دانه ها ماکروسکوپیک هستند و بنابراین برخورد آنها غیر کشسان است. با توجه به علاقه به اثرات اتلاف برخورد بر محیط های دانه ای تحت شرایط جریان سریع، تاکید این کتاب بر روی یک مدل ایده آل (کره های سخت غیر کشسان صاف) است که این اثر را از سایر خواص مهم سیستم های دانه ای جدا می کند. در این مدل ساده، عدم کشش برخوردها تنها با یک ضریب ثابت (مثبت) بازگرداندن عادی محاسبه می شود.

نویسنده این تک نگاری از توصیف نظریه جنبشی (که می تواند به عنوان یک توصیف مزوسکوپی در نظر گرفته شود) استفاده می کند. بین مکانیک آماری و هیدرودینامیک) برای مطالعه جریان های دانه ای از دیدگاه میکروسکوپی. به طور خاص، نسخه غیر الاستیک معادلات جنبشی بولتزمن و انسکوگ نقطه شروع تحلیل است. روش‌های مرسوم مانند بسط چاپمن-انسکوگ، روش گشتاور گراد و/یا مدل‌های جنبشی به سیستم‌های اتلاف تعمیم داده می‌شوند تا اشکال ضرایب انتقال و هیدرودینامیک را بدست آورند. دانش هیدرودینامیک دانه ای امکان درک مسائل جالبی مانند تشکیل خود به خودی خوشه های چگالی و گردابه های سرعت در جریان های خنک کننده آزادانه و/یا عدم تقسیم انرژی در مخلوط های دانه ای را باز می کند.

برخی از موارد موضوعاتی که در این مونوگراف مورد بررسی قرار می گیرد عبارتند از:

Back Cover Text:

This book addresses the study of the gaseous state of granular matter in the conditions of rapid flow caused by a violent and sustained excitation. In this regime, grains only touch each other during collisions and hence, kinetic theory is a very useful tool to study granular flows. The main difference with respect to ordinary or molecular fluids is that grains are macroscopic and so, their collisions are inelastic. Given the interest in the effects of collisional dissipation on granular media under rapid flow conditions, the emphasis of this book is on an idealized model (smooth inelastic hard spheres) that isolates this effect from other important properties of granular systems. In this simple model, the inelasticity of collisions is only accounted for by a (positive) constant coefficient of normal restitution.

The author of this monograph uses a kinetic theory description (which can be considered as a mesoscopic description between statistical mechanics and hydrodynamics) to study granular flows from a microscopic point of view. In particular, the inelastic version of the Boltzmann and Enskog kinetic equations is the starting point of the analysis. Conventional methods such as Chapman-Enskog expansion, Grad’s moment method and/or kinetic models are generalized to dissipative systems to get the forms of the transport coefficients and hydrodynamics. The knowledge of granular hydrodynamics opens up the possibility of understanding interesting problems such as the spontaneous formation of density clusters and velocity vortices in freely cooling flows and/or the lack of energy equipartition in granular mixtures.

Some of the topics covered in this monograph include: