Statistical Treatment of Turbulent Polydisperse Particle Systems: A Non-sectional PDF Approach

در این کتاب به معرفی فرآیند مدل‌سازی جریان‌های ذرات متلاطم می‌پردازیم که در بسیاری از کاربردهای مهندسی و محیطی با آن مواجه می‌شویم. این نوع جریان‌ها معمولاً شامل انتقال گرما و جرم نیز می‌شوند و تلاطم بعد دیگری به پیچیدگی مسئله می‌افزاید و از این رو معمولاً به یک درمان ریاضی دقیق نیاز است. این پیشینه ریاضی مورد نیاز، منحنی یادگیری را برای دانشجویان پژوهشگر جدید و مهندسان شاغل بسیار شیب دار می کند. بنابراین فرآیند مدل‌سازی برای مسائل جدید یا موجود بسیار کند است و معمولاً محدود به پیشرفت‌های جزئی در مدل‌های موجود می‌شود.

در این کتاب سعی می‌کنیم دانش ریاضی مورد نیاز را جمع‌آوری کرده و به صورت شهودی‌تر معرفی کنیم. بسیاری از شبیه‌سازی‌های عددی فرآیندها و معادلات پایه ارائه می‌شوند تا درک فیزیکی از اصطلاحات مختلف در معادلات زیربنایی به خواننده ارائه شود. ما فرآیند مدل‌سازی را از سطح مزوسکوپی شروع می‌کنیم که با سیستم مقیاس طول متوسط ​​بین اندازه اتم‌ها یا مولکول‌ها و بخش عمده مواد سروکار دارد. این یک فرصت منحصر به فرد برای خواننده فراهم می کند تا به طور شهودی پدیده های مختلف را به مدل های خود اضافه کند و با مجهز شدن به ابزارهای ریاضی لازم، مدل های نهایی را برای مسائل خود استخراج کند.

In this book we will introduce the modeling process of turbulent particulate flows which are encountered in many engineering and environmental applications. These types of flows usually also involve heat and mass transfer and turbulence adds another dimension to the complexity of the problem and hence a rigorous mathematical treatment is usually required. This required mathematical background makes the learning curve for new research students and practicing engineers extremely steep. Therefore modeling process for new or existing problems is extremely slow and is usually restricted to minor improvements to the to the available models.

In this book we try to gather the required mathematical knowledge and introduce them more intuitively. Many numerical simulations of basic processes and equation will be given to provide the reader with a physical understanding of the different terms in the underlying equations. We will start the modeling process from a mesoscopic level which deals with the system of an intermediate length scale between the size of the atoms or molecules and the bulk of the material. This provides a unique opportunity for the reader to intuitively add different phenomena to their models and equipped with the necessary mathematical tools derive the final models for their problems.