Materials Phase Change PDE Control & Estimation: From Additive Manufacturing to Polar Ice

این مونوگراف الگوریتم‌های کنترل پیشرفت را برای مدل‌های معادلات دیفرانسیل جزئی با مرزهای متحرک معرفی می‌کند که مطالعه آن به عنوان مسئله استفان شناخته می‌شود. الگوریتم ها را می توان برای بهبود عملکرد فرآیندهای مختلف با تغییرات فاز، مانند ساخت افزودنی، استفاده کرد. با استفاده از راه‌حل‌های طراحی نوآورانه نویسندگان، خوانندگان برای اعمال الگوریتم‌های تخمین برای دینامیک تغییر فاز در دنیای واقعی، از یخ قطبی گرفته تا باتری‌های لیتیوم یون، مجهز خواهند شد.
بررسی تاریخی مسئله استفان کتاب را باز می‌کند و خوانندگان را در موقعیت مکانی قرار می‌دهد. در بافت بزرگتر منطقه پس از آن، فصول در دو بخش تنظیم شده است. اولی روش طراحی و تحلیل الگوریتم‌های کنترل مرزی و تخمین را ارائه می‌کند. سپس بخش دوم تعدادی از کاربردها، مانند چاپ سه بعدی از طریق اکستروژن پیچ و تف جوشی لیزری را بررسی می کند و همچنین بررسی های آزمایشی انجام شده را مورد بحث قرار می دهد. تعدادی از مشکلات باز و همچنین ارائه شده، به خوانندگان مسیرهای متعددی را برای کاوش در تحقیقات آینده ارائه می دهد.
تغییر فاز مواد کنترل و تخمین PDE برای محققان و دانشجویان فارغ التحصیل که روی سیستم های کنترلی و دینامیکی کار می کنند ایده آل است. و به ویژه آنهایی که معادلات دیفرانسیل جزئی و مرزهای متحرک را مطالعه می کنند. همچنین برای مهندسان صنایع و دانشجویان فارغ التحصیل رشته مهندسی که به این حوزه علاقه دارند جذاب خواهد بود.

This monograph introduces breakthrough control algorithms for partial differential equation models with moving boundaries, the study of which is known as the Stefan problem. The algorithms can be used to improve the performance of various processes with phase changes, such as additive manufacturing. Using the authors' innovative design solutions, readers will also be equipped to apply estimation algorithms for real-world phase change dynamics, from polar ice to lithium-ion batteries.
A historical treatment of the Stefan problem opens the book, situating readers in the larger context of the area. Following this, the chapters are organized into two parts. The first presents the design method and analysis of the boundary control and estimation algorithms. Part two then explores a number of applications, such as 3D printing via screw extrusion and laser sintering, and also discusses the experimental verifications conducted. A number of open problems and provided as well, offering readers multiple paths to explore in future research.
Materials Phase Change PDE Control & Estimation is ideal for researchers and graduate students working on control and dynamical systems, and particularly those studying partial differential equations and moving boundaries. It will also appeal to industrial engineers and graduate students in engineering who are interested in this area.