Progress in Scale Modeling pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Saito, Kozo 编

出品人:

页数:556

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 213.57

装帧:

isbn号码:9781402086816

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

This book is a selection of seminal papers given at the past International Symposia on Scale Modeling (ISSM). The International Scale Modeling Committee consisting of active worldwide researchers in scale modeling celebrates its twentieth anniversary in 2008. The Committee is interdisciplinary, attracting researchers from a broad range of scientific and engineering disciplines. Scale modeling is a simplifying and clarifying tool used by scientists and engineers in many disciplines to help them grasp essential or salient aspects of bewilderingly complex systems, mechanisms and phenomena - to see the forest when there are many trees. Scale modeling techniques are also used when it would be too expensive or too difficult to test the system of interest. In addition, scale modeling is an approach that offers engineers and designers a new point of view, liberating creative and innovative ideas and solutions. Scale modeling is employed to study weather systems, diffusion of pollution in air or water, chemical process in 3-D turbulent flow, multiphase combustion, flame propagation, biological systems, behavior of materials at nano- and micro-scales and so on. Scale modeling would be even more widely used if more new material was readily available. The objective in publishing these papers in one place is to remedy the lack of available material on scale modeling and to make a book that will be useful in university courses (both graduate and undergraduate), and in industry short courses.

《尺度模型进展》是一本聚焦于尺度模型领域最新研究成果和技术创新的专业著作。本书深入探讨了尺度模型在各个学科和应用领域中的理论发展、方法论革新以及前沿实践。理论基础与方法论创新：本书详细阐述了尺度模型构建的核心理论，包括多尺度分析、尺度转换、跨尺度交互机制等。作者们不仅梳理了经典理论的演进脉络，更重点介绍了近年来涌现出的新型理论框架，例如基于机器学习的自适应尺度模型、考虑非线性动力学特征的尺度耦合方法等。在方法论方面，本书广泛涵盖了从传统的尺度离散化、平均化方法，到更先进的降尺度技术（如统计降尺度、动力降尺度）、多尺度数值模拟方法，以及利用大数据和人工智能加速模型开发与优化的策略。应用领域拓展：《尺度模型进展》广泛展示了尺度模型在不同领域的应用，为读者提供了丰富的案例分析和实践指导。气候科学与环境模拟：气候模型中的多尺度耦合是本书的一大亮点。从全球气候系统的宏观尺度，到区域气候变化的细节，再到特定环境过程（如大气环流、陆地水循环、海洋动力学）的尺度模拟，本书都进行了深入探讨。特别是在气候变化影响评估中，尺度模型如何有效地将粗分辨率的气候信息向下传递，生成精细化的气候变量（如降雨、温度），以驱动水文模型、生态模型，是本书着重介绍的内容。此外，本书还涉及污染物扩散、生态系统演化、地表过程模拟等环境科学中的尺度问题。地球科学与地质建模：在地球科学领域，尺度模型被广泛应用于理解和预测从地球内部（如地幔对流）到地表（如地貌演化）的各种过程。本书详细介绍了在地质灾害预测（如滑坡、地震）中，如何通过尺度模型整合不同尺度的地质力学、水文地质和地形信息。岩石孔隙尺度、储层尺度、盆地尺度的多尺度模拟在石油天然气勘探开发、地下水资源管理以及地热能开发中扮演着至关重要的角色，本书对此进行了详尽的阐述。生物学与医学建模：生物学和医学领域中的尺度问题同样复杂且重要。从分子水平的药物动力学，到细胞、组织、器官乃至整个生物体的生理功能，尺度模型能够帮助科学家理解不同层次的相互作用。例如，在药物递送系统设计中，如何模拟药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，就需要考虑从纳米载体尺度到全身循环的尺度转换。本书还探讨了疾病传播模型、生理系统建模（如心血管系统、呼吸系统）中的尺度挑战。工程与材料科学：在工程领域，理解材料在不同尺度下的力学、热学和化学性能是设计和制造的关键。本书介绍了材料微观结构（如晶粒、晶界）对宏观力学行为的影响，以及如何通过尺度模型预测材料的疲劳寿命、断裂韧性等。在结构工程中，如何将材料的本构模型与结构的整体动力学特性相结合，进行多尺度耦合分析，以提高结构的可靠性和安全性，也是本书的重要内容。社会科学与经济建模：尽管传统的尺度模型多应用于自然科学，但本书也拓展了其在社会科学和经济学中的应用。例如，在城市规划和交通管理中，如何从个体出行行为的微观尺度，模拟城市整体交通流的宏观尺度表现；在经济学中，如何分析个体经济行为如何影响宏观经济指标，以及政策在不同社会群体中的尺度传导效应，都涉及尺度建模的思路。技术前沿与发展趋势：本书还重点关注了尺度模型领域的技术前沿和未来发展趋势。高分辨率建模：随着计算能力的飞速发展，越来越精细尺度的模型成为可能。本书探讨了如何利用高性能计算（HPC）、图形处理器（GPU）等技术，实现更高分辨率、更逼真尺度的模拟。数据驱动与人工智能：数据驱动的方法和人工智能（AI）技术正在深刻地改变尺度模型的开发和应用。本书介绍了如何利用机器学习和深度学习技术，从观测数据或高分辨率模拟数据中学习尺度转换关系，或者直接构建端到端的尺度模型。模型集成与耦合：将不同尺度的模型进行有效集成和耦合，是解决复杂系统问题的重要途径。本书详细介绍了各种模型耦合策略，包括单向耦合、双向耦合、迭代耦合等，以及在异构模型耦合方面的最新进展。可视化与不确定性量化：随着模型复杂性的增加，有效地可视化模型输出并量化模型的不确定性变得至关重要。本书讨论了尺度模型结果的可视化技术，以及如何评估和传播尺度模型中的各种不确定性来源。《尺度模型进展》是一本面向广大研究人员、工程师、技术人员以及相关领域学生的综合性参考书。它不仅能帮助读者深入理解尺度模型的基本原理和核心技术，更能激发对新方法、新应用的探索，为解决复杂系统问题提供坚实的理论基础和创新的技术手段。