Modern Fluid Dynamics for Physics and Astrophysics

این کتاب به دلیل نیاز به ارائه مقدمه ای محکم به دینامیک سیالات مدرن به دانش آموزان نشأت گرفت. این یک زمینه گسترده در اصول و تکنیک های زیربنایی مورد استفاده، با تأکید بر کاربردها در اخترفیزیک و علوم سیاره ای ارائه می دهد.

این کتاب به طور جامع پیشرفت‌ها، روش‌ها و تکنیک‌های اخیر را پوشش می‌دهد، از جمله، برای مثال، ایده‌های جدید در مورد انتقال به تلاطم (از طریق حالت‌های خطی پایدار در حال رشد گذرا)، رویکردهای جدید به تلاطم (که همچنان معمای دینامیک سیال است. ) و استفاده از روش های تقریب مجانبی، که می تواند نتایج تحلیلی یا نیمه تحلیلی بدهد و درمان های کاملا عددی را تکمیل کند. نویسندگان همچنین به طور خلاصه برخی از ملاحظات مهم را که باید در هنگام توسعه یک کد عددی برای شبیه‌سازی رایانه‌ای جریان سیال در نظر گرفته شوند، مورد بحث قرار می‌دهند.

اگرچه متن مملو از مثال‌ها و مشکلاتی از حوزه اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای است، متن فوق‌العاده به عنوان مقدمه‌ای کلی برای دینامیک سیالات مناسب است. فرض بر این است که خوانندگان از نظر ریاضی به دانش منطقی در تجزیه و تحلیل، از جمله مبانی معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی و تسلط خوب بر حساب برداری و جبر خطی مجهز هستند.

هر فصل با یادداشت‌های کتاب‌شناختی پایان می‌یابد که در آن نویسندگان به طور خلاصه درباره ادبیات اساسی فصل بحث می‌کنند و توصیه‌هایی برای مطالعه بیشتر و عمیق‌تر ارائه می‌دهند. در هر فصل تعدادی مسئله گنجانده شده است که برخی از آنها مربوط به اخترفیزیک و علوم سیاره ای است. این کتاب برای دانشجویان کارشناسی ارشد و کارشناسی ارشد نوشته شده است، اما همچنین منبع ارزشمندی برای محققان معتبر خواهد بود.

This book grew out of the need to provide students with a solid introduction to modern fluid dynamics. It offers a broad grounding in the underlying principles and techniques used, with some emphasis on applications in astrophysics and planetary science.

The book comprehensively covers recent developments, methods and techniques, including, for example, new ideas on transitions to turbulence (via transiently growing stable linear modes), new approaches to turbulence (which remains the enigma of fluid dynamics), and the use of asymptotic approximation methods, which can give analytical or semi-analytical results and complement fully numerical treatments. The authors also briefly discuss some important considerations to be taken into account when developing a numerical code for computer simulation of fluid flows.

Although the text is populated throughout with examples and problems from the field of astrophysics and planetary science, the text is eminently suitable as a general introduction to fluid dynamics. It is assumed that the readers are mathematically equipped with a reasonable knowledge in analysis, including basics of ordinary and partial differential equations and a good command of vector calculus and linear algebra.

Each chapter concludes with bibliographical notes in which the authors briefly discuss the chapter's essential literature and give recommendations for further, deeper reading. Included in each chapter are a number of problems, some of them relevant to astrophysics and planetary science. The book is written for advanced undergraduate and graduate students, but will also prove a valuable source of reference for established researchers.