Mathematical Modeling for Complex Fluids and Flows

مدل‌سازی ریاضی برای سیالات و جریان‌های پیچیده به محققان و متخصصان مهندسی که با جریان‌های سیال مواجه می‌شوند، دانش پیشرفته در مفاهیم پیوسته و دینامیک سیالات مرتبط را ارائه می‌دهد. در انجام این کار، ابزاری را برای طراحی مدل‌های ریاضی این جریان‌ها فراهم می‌کند که به اندازه کافی فیزیک مهندسی درگیر را بیان می‌کند. این کتاب از پیوند ضمنی بین جریان آشفته سیالات نیوتنی کلاسیک و جریان آرام و متلاطم سیالات غیرنیوتنی مانند موارد مورد نیاز در پردازش مواد غذایی و جریان های پلیمری استفاده می کند.

این کتاب یک توصیفی را ارائه می دهد. مدل ریاضی از طریق مفاهیم مکانیک پیوسته برای این سیالات غیر نیوتنی، ویسکوالاستیک و جریان های آشفته بیان شده است. هر سیال و جریان پیچیده در این زمینه پیوسته و همچنین در ترکیب با جریان آشفته سیالات ویسکوالاستیک مورد بررسی قرار می گیرد. برخی از جزئیات نیز از طریق تئوری جنبشی، به ویژه سیالات ویسکوالاستیک و درمان آنها با معادله بولتزمن بررسی می شوند. راهبردهای راه‌حل و مدل‌سازی برای جریان‌های متلاطم با استفاده از مفاهیم پیوسته، از جمله شرح ساخت نمایش‌های چندجمله‌ای و محاسبه اثرات غیر اینرسی و انحنای ارائه می‌شوند.

از مفاهیم بنیادی تا روش‌شناسی عملی، و شامل بحث و گفتگو ارائه می‌شوند. از فناوری‌های نوظهور، این کتاب برای کسانی که به ارزیابی تک منبعی از عملکرد فعلی در این زمینه پیچیده و در عین حال حیاتی نیاز دارند، ایده‌آل است.

Mathematical Modeling for Complex Fluids and Flows provides researchers and engineering practitioners encountering fluid flows with state-of-the-art knowledge in continuum concepts and associated fluid dynamics. In doing so it supplies the means to design mathematical models of these flows that adequately express the engineering physics involved. It exploits the implicit link between the turbulent flow of classical Newtonian fluids and the laminar and turbulent flow of non-Newtonian fluids such as those required in food processing and polymeric flows.

The book develops a descriptive mathematical model articulated through continuum mechanics concepts for these non-Newtonian, viscoelastic fluids and turbulent flows. Each complex fluid and flow is examined in this continuum context as well as in combination with the turbulent flow of viscoelastic fluids. Some details are also explored via kinetic theory, especially viscoelastic fluids and their treatment with the Boltzmann equation. Both solution and modeling strategies for turbulent flows are laid out using continuum concepts, including a description of constructing polynomial representations and accounting for non-inertial and curvature effects.

Ranging from fundamental concepts to practical methodology, and including discussion of emerging technologies, this book is ideal for those requiring a single-source assessment of current practice in this intricate yet vital field.