Dynamics of Charged Particulate Systems: Modeling, Theory and Computation

هدف این مونوگراف ارائه مقدمه ای مختصر از دینامیک سیستم های متشکل از ذرات باردار در مقیاس کوچک است. ذرات در مقیاس کوچک (\"ذرات") همه جا در فرآیندهای صنعتی و در علوم طبیعی وجود دارند. کاربردها شامل دستگاه های کپی الکترواستاتیک، چاپگرهای جوهر افشان، ماشین های پوشش پودری و غیره و انواع فرآیندهای تولیدی است. اندازه کوچک، میدان های الکترومغناطیسی خارجی را می توان برای دستکاری و کنترل ذرات باردار در فرآیندهای صنعتی به منظور دستیابی به نتایجی که صرفاً با ابزارهای مکانیکی امکان پذیر نیست، استفاده کرد. ویژگی منحصر به فرد جریان های ذرات در مقیاس کوچک این است که آنها دارای قدرت قوی هستند. حساسیت به نیروهای میدان نزدیک بین ذرات، منجر به دینامیک ذرات غیر استاندارد، تجمع و تشکیل خوشه می شود که می تواند به شدت بر کیفیت محصول تولیدی تأثیر بگذارد. ، که مورد توجه تعدادی از جوامع علمی قرار گرفته است. به طور خلاصه، موضوعات زیر به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند:

(1) دینامیک یک ذره باردار منفرد،

(2 ) دینامیک خوشه های صلب ذرات باردار،

(3) دینامیک ذرات باردار جاری،

(4) دینامیک برخورد ذرات باردار با سطوح برق دار و

(5) مقدمه‌ای بر مدل‌سازی مکانیکی ازدحام‌ها.

متن را می‌توان به‌عنوان یک مونوگراف تحقیقاتی مناسب برای استفاده در دوره‌های مقطع کارشناسی ارشد یا دوره اول کارشناسی ارشد که برای دانشجویان در علوم کاربردی طراحی شده است، مشاهده کرد. مکانیک و ریاضیات که به تجزیه و تحلیل مواد ذرات معلق علاقه دارند.

The objective of this monograph is to provide a concise introduction to the dynamics of systems comprised of charged small-scale particles. Flowing, small-scale, particles ("particulates'') are ubiquitous in industrial processes and in the natural sciences. Applications include electrostatic copiers, inkjet printers, powder coating machines, etc., and a variety of manufacturing processes. Due to their small-scale size, external electromagnetic fields can be utilized to manipulate and control charged particulates in industrial processes in order to achieve results that are not possible by purely mechanical means alone. A unique feature of small-scale particulate flows is that they exhibit a strong sensitivity to interparticle near-field forces, leading to nonstandard particulate dynamics, agglomeration and cluster formation, which can strongly affect manufactured product quality.
This monograph also provides an introduction to the mathematically-related topic of the dynamics of swarms of interacting objects, which has gained the attention of a number of scientific communities. In summary, the following topics are discussed in detail:

(1) Dynamics of an individual charged particle,

(2) Dynamics of rigid clusters of charged particles,

(3) Dynamics of flowing charged particles,

(4) Dynamics of charged particle impact with electrified surfaces and

(5) An introduction to the mechanistic modeling of swarms.

The text can be viewed as a research monograph suitable for use in an upper division undergraduate or first year graduate course geared towards students in the applied sciences, mechanics and mathematics that have an interest in the analysis of particulate materials.