فیزیک جریان های شناور؛ از بی ثباتی ها تا تلاطم

گرانش در کل جهان هستی نفوذ می‌کند؛ از این رو، شناوری، سیالات را به همه جا، از جمله سیالات موجود در جو و فضای داخلی سیارات و ستارگان، هدایت می‌کند. نمونه‌های بارز چنین جریان‌هایی عبارتند از همرفت گوشته، جریان‌های جوی، همرفت خورشیدی، فرآیند دینام، مبدل‌های حرارتی، کشتی‌های هوایی و بالن‌های هوای گرم. در این کتاب، اصول و کاربردهای همرفت حرارتی و جریان‌های لایه‌ای را ارائه می‌دهیم.

شناوری، پدیده‌های بسیار غنی از جمله امواج و ناپایداری‌ها، الگوها، آشوب و تلاطم را در بر می‌گیرد. در این کتاب، این مباحث را به شیوه‌ای سیستماتیک ارائه می‌دهیم. ابتدا، یک بررسی یکپارچه از نظریه خطی ارائه می‌دهیم که امواج و ناپایداری حرارتی را به ترتیب برای جریان‌های لایه‌ای پایدار و ناپایدار به دست می‌دهد. ما این تحلیل را گسترش می‌دهیم تا شامل چرخش و میدان مغناطیسی نیز بشود. همچنین اشباع غیرخطی و تشکیل الگو را در همرفت ریلی-بنارد شرح می‌دهیم.

نیمه دوم کتاب به تلاطم ناشی از شناوری، هم در جریان لایه‌ای پایدار و هم در همرفت حرارتی، اختصاص دارد. ما نظریه طیفی شامل شار انرژی را شرح می‌دهیم و نشان می‌دهیم که آشفتگی ناشی از گرما مشابه آشفتگی هیدرودینامیکی است. همچنین کمیت‌های در مقیاس بزرگ مانند اعداد رینولدز و ناسلت، ناهمسانگردی جریان و دینامیک ساختارهای جریان، یعنی وارونگی‌های جریان را شرح می‌دهیم. بنابراین، این کتاب تمام جنبه‌های اصلی جریان‌های ناشی از شناوری را به شیوه‌ای منسجم ارائه می‌دهد که برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و محققان پیشرفته جذاب خواهد بود.