دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: 1
نویسندگان: Peter William Egolf. Kolumban Hutter
سری:
ISBN (شابک) : 3030260321, 9783030260323
ناشر: Springer Nature
سال نشر: 2020
تعداد صفحات: 474
زبان: English
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 11 مگابایت
در صورت تبدیل فایل کتاب Nonlinear, Nonlocal and Fractional Turbulence: Alternative Recipes for the Modeling of Turbulence به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب تلاطم غیرخطی ، غیر محلی و کسری: دستور العمل های جایگزین برای مدل سازی تلاطم نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
متخصصان دینامیک سیالات موافقند که تلاطم غیرخطی و غیرمحلی است. به دلیل تطابق مستقیم، غیرمحلی بودن نیز دلالت بر کسری دارد. دینامیک کسری فیزیک مربوط به سیستم های فراکتال (هندسی) است و با حساب کسری توصیف می شود. تا به امروز، انتقادات متعددی از نظریه های خطی و محلی تلاطم منتشر شده است. غیرخطی بودن خود را به خوبی تثبیت کرده است، اما تاکنون تنها تعداد بسیار کمی از مفاهیم عمومی غیر محلی و هیچ راه حل مشخصی برای جریان آشفته غیرمحلی در دسترس نبوده است.
این کتاب اولین مورد را ارائه میکند. راهحلهای تحلیلی و عددی مسائل جریان آشفته ابتدایی، عمدتاً بر اساس یک بسته غیرمحلی ملاحظات شامل انتشار غیرعادی (پروازهای Lévy)، هندسه فراکتال (فرکتال-ß، مدل دوفرکتالی و چند فرکتالی) و دینامیک کسری است. مثالها شامل قانون جدید دیوار و تعمیم طیف انرژی-آنستروفی کرایچنان است که با ترمودینامیک غیر گسترده و غیرتعادلی (ترمودینامیک Tsallis) و آزمایشها هماهنگ است. علاوه بر این، تئوریهای ارائهشده تلاطم، پدیدههای بحرانی و مشارکتی را در قیاس با انتقال فاز در سایر سیستمهای فیزیکی، به عنوان مثال، سیالات دوتایی، مواد پارا فرومغناطیسی و غیره نشان میدهند. دو مرحله تلاطم که رگههای آرام و ساختارهای غنی از گردابه منسجم را شناسایی میکند.
این کتاب، جدای از متخصصان سیالات، برای محققان فیزیک و همچنین در نظر گرفته شده است. ریاضیات کاربردی و عددی، که مایلند در مورد رویکردهای جایگزین دخیل در درمان تحلیلی و عددی تلاطم دانش کسب کنند.
Experts of fluid dynamics agree that turbulence is nonlinear and nonlocal. Because of a direct correspondence, nonlocality also implies fractionality. Fractional dynamics is the physics related to fractal (geometrical) systems and is described by fractional calculus. Up-to-present, numerous criticisms of linear and local theories of turbulence have been published. Nonlinearity has established itself quite well, but so far only a very small number of general nonlocal concepts and no concrete nonlocal turbulent flow solutions were available.
This book presents the first analytical and numerical solutions of elementary turbulent flow problems, mainly based on a nonlocal closure. Considerations involve anomalous diffusion (Lévy flights), fractal geometry (fractal-ß, bi-fractal and multi-fractal model) and fractional dynamics. Examples include a new law of the wall and a generalization of Kraichnans energy-enstrophy spectrum that is in harmony with non-extensive and non-equilibrium thermodynamics (Tsallis thermodynamics) and experiments. Furthermore, the presented theories of turbulence reveal critical and cooperative phenomena in analogy with phase transitions in other physical systems, e.g., binary fluids, para-ferromagnetic materials, etc.; the two phases of turbulence identifying the laminar streaks and coherent vorticity-rich structures.
This book is intended, apart from fluids specialists, for researchers in physics, as well as applied and numerical mathematics, who would like to acquire knowledge about alternative approaches involved in the analytical and numerical treatment of turbulence.
Preface References Contents List of Symbols Roman Symbols Greek Symbols Special Symbols Chapter 1: Introduction 1.1 Aims and Scopes of This Book 1.2 A Brief Tour d´Horizon Through Today´s Turbulence Field and Modeling References Chapter 2: Reynold´s Averaging of the Navier-Stokes Equations (RANS) References Chapter 3: The Closure Problem References Chapter 4: Boussinesq´s ``Constitutive Law´´ References Chapter 5: First Turbulence Models for Shear Flows 5.1 Shear Flows and the Works of Prandtl, Taylor, and Contemporaries 5.2 Momentum and Vorticity Transfer Models 5.2.1 Prandtl´s Mixing Length Model 5.2.2 von Krmn´s Local Model 5.2.3 Reichardt´s Inductive Model 5.2.4 Prandtl´s Mean Gradient Model 5.2.5 Prandtl´s Shear Layer Model 5.2.6 Taylor´s Vorticity Transfer Model 5.3 Overview of Deficiencies of Local Models 5.4 More General Deficiencies and Fallacies 5.5 Questioning the Logarithmic Law 5.6 Logarithmic Versus (Deficit) Power Law References Chapter 6: Review of Nonlinear and Nonlocal Models 6.1 Nonlocality in Phase Space 6.2 Atomic and Continuum Theories 6.3 Stress as an Objective Polynomial Function of the Mean Rate of Strain Tensor 6.4 Modified Diffusivity Models 6.5 Truly History Dependent and Nonlocal Models References Chapter 7: The Difference-Quotient Turbulence Model (DQTM) 7.1 The Discovery and Prandtl´s Models 7.2 Momentum Transfer Approach 7.2.1 Molecular Transport 7.2.2 Transport by Eddies 7.2.3 Comparison of Laminar and Turbulent Flows 7.2.4 Lévy Flight Turbulence Model and K41 7.2.4.1 Introduction 7.2.4.2 Lévy Walks on a One-Dimensional Lattice 7.2.4.3 Lévy Walks, Lévy Flights, Lévy Pairs, and Eddies in Turbulence 7.2.4.4 Eddy Class Statistics 7.2.4.5 The Lifetime of Eddies 7.2.4.6 The Eddy Diameters 7.2.4.7 A Fractal Eddy Cascade Model 7.2.4.8 The Occupation Number 7.2.4.9 The Occupation Probability 7.2.4.10 The Momenta of Eddies 7.2.4.11 The Number of Eddy Classes 7.2.4.12 Lévy Flight Statistics, β-Fractal Model, and the DQTM 7.3 New Nonlocal Turbulence Models 7.3.1 Introduction 7.3.2 Liouville Fractional Derivative 7.3.3 Overview of the Derivation of Important Nonlocal Turbulence Models 7.3.4 Liouville-Prandtl Mixing Length Model 7.3.5 The Heaviside-Liouville-Prandtl Shear Layer Model 7.3.6 The Liouville-Heaviside Turbulence Model 7.3.7 The Difference-Quotient Turbulence Model 7.3.8 Summary References Chapter 8: Self-Similar RANS Reference Chapter 9: Elementary Turbulent Shear Flow Solutions 9.1 Plane Wake Flows 9.2 Axi-Symmetric Jets 9.2.1 Jet in a Quiescent Surrounding 9.2.2 Jet in a Parallel Co-flow 9.3 Plane Couette Flows 9.4 Plane Poiseuille Flows 9.5 ``Wall Turbulent´´ Flows References Chapter 10: Thermodynamics of Turbulence 10.1 Introduction 10.1.1 Microscopic and Macroscopic Theories 10.1.2 Langevin and Fokker-Planck Equations 10.1.3 Reduction of the Degrees of Freedom by Scaling 10.1.4 Different Thermodynamic Concepts 10.2 A Brief Review of Some Essentials of Boltzmann-Gibbs Thermodynamics 10.3 Kraichnan´s BG Equilibrium Thermodynamics of 2-d and 3-d Turbulent Fields 10.4 An Introduction to the Nonextensive Thermodynamics of Tsallis 10.5 Relation Between Lévy Statistics and Tsallis Nonextensive Thermodynamics 10.6 Escort Probability Distribution and Expectation Values 10.7 Generalized Thermodynamic Potentials 10.8 Fractional Calculus: A Promising Future-Oriented Method to Describe Turbulence 10.9 Jackson´s Fractional Derivative and the DQTM 10.10 Beck-Tsallis Thermodynamics of Turbulence 10.11 Fractional Generalization of Kraichnan´s Energy-Enstrophy Spectrum and Its Validation by Numerical Experiments 10.12 Velocity Structure Functions 10.13 Justification of the Quadratic Form of the Energy as a Function of the Space Coordinates 10.14 A Generalized Temperature of Turbulence 10.15 Final Discussion on Nonextensive Thermodynamics of Turbulence References Chapter 11: Turbulence: A Cooperative Phenomenon 11.1 Introduction 11.2 Cooperative Phenomena 11.2.1 What Is a Critical or a Cooperative Phenomenon? 11.2.2 Stress and Order Parameter 11.2.3 Symmetry Breaking 11.2.4 Response Functions and Critical Exponents 11.2.5 Pair Correlation Function and Correlation Length 11.2.6 Universality: Yes or No ? 11.2.7 Turbulent Phase Transition with Its Two Phases 11.3 Mean Field Theory of a Paramagnetic to Ferromagnetic Phase Transition 11.4 Mean Field Theory of Turbulence 11.5 First Experiments for a Qualitative Comparison 11.6 Discussion of Results References Chapter 12: Conclusions and Outlook References Appendices Appendix A: Normalization of Probability Distribution Appendix B: The Variance of Lévy Flight Processes Appendix C: The Structure Function Appendix D: Circular Mean Velocity Profile of Plane Turbulent Poiseuille Flows Appendix E: Fourier Transformation for q-Generalized Energy Spectrum of Turbulent Flows References Author Index Subject Index