Heat Transfer Modeling: An Inductive Approach

این متن نوآورانه بر رویکرد «کمتر است بیشتر» برای مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده مانند انتقال حرارت تأکید می‌کند و ابتدا آن‌ها را به‌عنوان «مدل‌های یک‌گره‌ای» در نظر می‌گیرد که راه‌حل‌های ساده‌ای با فرم بسته ارائه می‌کنند. . نویسنده تکنیک‌های عددی را برای دانش‌آموزان ایجاد می‌کند تا جزئیات بیشتری را به دست آورند، اما همچنین آنها را آموزش می‌دهد تا از این تکنیک‌ها تنها زمانی استفاده کنند که رویکردهای ساده‌تر با شکست مواجه شوند. پروفسور سایدبوهام با پوشش همه روش‌های ضروری ارائه شده در متون سنتی، اما با ترتیبی متفاوت، بر تفکر استقرایی و حل مسئله و همچنین درک سازنده تمرین مدرن و مبتنی بر رایانه تأکید می‌کند. خوانندگان یاد می‌گیرند که کد خود را در زمینه مطالب توسعه دهند، نه اینکه فقط چگونه از نرم‌افزار بسته‌بندی شده استفاده کنند، که درک عمیق‌تر و ذاتی مدل‌های انتقال حرارت را ارائه می‌دهد. این کتاب که از بیش از بیست و پنج سال یادداشت سخنرانی برای آموزش دانشجویان مهندسی مکانیک و شیمی در اتحادیه کوپر برای پیشرفت علم و هنر تهیه شده است، برای دانشجویان و پزشکان در سراسر رشته های مهندسی که به دنبال درک کاملی از انتقال حرارت هستند ایده آل است. /p>

این کتاب همچنین:

· یک آموزش استقرایی بدیع را اتخاذ می‌کند که در آن نمونه‌های متداول قابل درک در اوایل معرفی می‌شوند و تئوری برای توضیح و پیش‌بینی پدیده‌های به آسانی شناخته شده توسعه می‌یابد.

· معرفی می‌کند. تکنیک‌های جدید در صورت نیاز برای پرداختن به مشکلات خاص، برخلاف استفاده متون سنتی از رویکرد قیاسی، که در آن اصول کلی انتزاعی منجر به مثال‌های خاص می‌شود

· درک خوانندگان از \"انتقال گرما زمان می‌برد\" را روشن می‌کند. ابتدا برنامه های کاربردی تحلیل گذرا معرفی می شوند و روش های حالت پایدار به عنوان یک مورد محدود کننده از این کاربردها نشان داده می شوند.

· به جای روش های تحلیلی حل معادلات دیفرانسیل جزئی، بر روش های عددی پایه تمرکز می کند، که عمدتاً در نور قدرت کامپیوتر مدرن

· بینش خوانندگان را در مورد مدل سازی انتقال حرارت با نظریه قاب بندی به عنوان یک ابزار طراحی مهندسی به حداکثر می رساند، نه به عنوان یک علم ناب، همانطور که در کتاب های درسی سنتی انجام می شود

· استفاده عملی از صفحات گسترده برای محاسبات را ادغام می کند و نکات زیادی را برای استفاده از آنها در نمونه های متنی ارائه می دهد

This innovative text emphasizes a "less-is-more" approach to modeling complicated systems such as heat transfer by treating them first as "1-node lumped models" that yield simple closed-form solutions. The author develops numerical techniques for students to obtain more detail, but also trains them to use the techniques only when simpler approaches fail. Covering all essential methods offered in traditional texts, but with a different order, Professor Sidebotham stresses inductive thinking and problem solving as well as a constructive understanding of modern, computer-based practice. Readers learn to develop their own code in the context of the material, rather than just how to use packaged software, offering a deeper, intrinsic grasp behind models of heat transfer. Developed from over twenty-five years of lecture notes to teach students of mechanical and chemical engineering at The Cooper Union for the Advancement of Science and Art, the book is ideal for students and practitioners across engineering disciplines seeking a solid understanding of heat transfer.

This book also:

· Adopts a novel inductive pedagogy where commonly understood examples are introduced early and theory is developed to explain and predict readily recognized phenomena

· Introduces new techniques as needed to address specific problems, in contrast to traditional texts’ use of a deductive approach, where abstract general principles lead to specific examples

· Elucidates readers’ understanding of the "heat transfer takes time" idea—transient analysis applications are introduced first and steady-state methods are shown to be a limiting case of those applications

· Focuses on basic numerical methods rather than analytical methods of solving partial differential equations, largely obsolete in light of modern computer power

· Maximizes readers’ insights to heat transfer modeling by framing theory as an engineering design tool, not as a pure science, as has been done in traditional textbooks

· Integrates practical use of spreadsheets for calculations and provides many tips for their use throughout the text examples