Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications

The main aim of the work of this PhD was to investigate the need and the applicability of a fast and easy method in order to define quantities when transport phenomena are under investigation. The outcome of this work is the proposal to go beyond the consideration of the diffusion process as being t...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Γαβριήλ, Γαβριήλ
Άλλοι συγγραφείς: Κουτελιέρης, Φραγκίσκος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2018
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/11805
id nemertes-10889-11805
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Food packaging interactions
Food quality control
Transport processes
Packaging
Migration models
Thermodynamics
Heat transfer
Mass transfer
Porous media
Αλληλεπιδράσεις τροφίμου συσκευασίας
Ποιότητα τροφίμων
Φαινόμενα μεταφοράς
Αλλαγή κλίμακας
Θερμοδυναμική
Μεταφορά θερμότητας
Μεταφορά μάζας
Πορώδεις δομές
530.475
spellingShingle Food packaging interactions
Food quality control
Transport processes
Packaging
Migration models
Thermodynamics
Heat transfer
Mass transfer
Porous media
Αλληλεπιδράσεις τροφίμου συσκευασίας
Ποιότητα τροφίμων
Φαινόμενα μεταφοράς
Αλλαγή κλίμακας
Θερμοδυναμική
Μεταφορά θερμότητας
Μεταφορά μάζας
Πορώδεις δομές
530.475
Γαβριήλ, Γαβριήλ
Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
description The main aim of the work of this PhD was to investigate the need and the applicability of a fast and easy method in order to define quantities when transport phenomena are under investigation. The outcome of this work is the proposal to go beyond the consideration of the diffusion process as being the single mechanism to describe the migration from packaging to foodstuffs, but rather to incorporate more complicated phenomena (sorption, surface reactions, etc.) to overcome the above‐mentioned discrepancies. Overall, in the present thesis the transport phenomena, were analytically studied from modelling point of view and it was proved that the use of simulation with a computerized mathematical model imitates the behavior of a real-world process or system over time. Simulations are used to describe and analyze the behavior of a system when asking "what-if" questions about real-life systems. Furthermore, mathematical models could be very helpful tools for designing artificial systems, while the easy and quick description of phenomena occurring in porous media could be feasible.
author2 Κουτελιέρης, Φραγκίσκος
author_facet Κουτελιέρης, Φραγκίσκος
Γαβριήλ, Γαβριήλ
format Thesis
author Γαβριήλ, Γαβριήλ
author_sort Γαβριήλ, Γαβριήλ
title Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
title_short Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
title_full Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
title_fullStr Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
title_full_unstemmed Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
title_sort mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications
publishDate 2018
url http://hdl.handle.net/10889/11805
work_keys_str_mv AT gabriēlgabriēl mathematicalsimulationoftransportphenomenascaletransitionandengineeringapplications
AT gabriēlgabriēl mathēmatikēprosomoiōsēphainomenōnmetaphorasmetabasēklimakaskaiepharmogesmēchanikēs
_version_ 1771297260072599552
spelling nemertes-10889-118052022-09-05T13:59:22Z Mathematical simulation of transport phenomena : scale transition and engineering applications Μαθηματική προσομοίωση φαινομένων μεταφοράς : μετάβαση κλίμακας και εφαρμογές μηχανικής Γαβριήλ, Γαβριήλ Κουτελιέρης, Φραγκίσκος Μπουντουβής, Ανδρέας Καναβούρας, Αντώνιος Βαφέας, Παναγιώτης Παρασκευά, Χριστάκης Παπαδάκης, Ευάγγελος Τεκερλεκοπούλου, Αθανασία Gavriil, Gavriil Food packaging interactions Food quality control Transport processes Packaging Migration models Thermodynamics Heat transfer Mass transfer Porous media Αλληλεπιδράσεις τροφίμου συσκευασίας Ποιότητα τροφίμων Φαινόμενα μεταφοράς Αλλαγή κλίμακας Θερμοδυναμική Μεταφορά θερμότητας Μεταφορά μάζας Πορώδεις δομές 530.475 The main aim of the work of this PhD was to investigate the need and the applicability of a fast and easy method in order to define quantities when transport phenomena are under investigation. The outcome of this work is the proposal to go beyond the consideration of the diffusion process as being the single mechanism to describe the migration from packaging to foodstuffs, but rather to incorporate more complicated phenomena (sorption, surface reactions, etc.) to overcome the above‐mentioned discrepancies. Overall, in the present thesis the transport phenomena, were analytically studied from modelling point of view and it was proved that the use of simulation with a computerized mathematical model imitates the behavior of a real-world process or system over time. Simulations are used to describe and analyze the behavior of a system when asking "what-if" questions about real-life systems. Furthermore, mathematical models could be very helpful tools for designing artificial systems, while the easy and quick description of phenomena occurring in porous media could be feasible. Η ροή ρευστών και τα φαινόμενα μεταφοράς μάζας και ενέργειας διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ανθρώπινη ζωή και αποτελούν σημαντικό επιστημονικό πεδίο στο οποίο διεξάγεται συστηματική έρευνα. Η ανάγκη για την καλύτερη κατανόηση για την πρόβλεψη και για τον έλεγχο των φαινομένων μεταφοράς είναι απαραίτητη, κυρίως για βιομηχανικές εφαρμογές (αεροδυναμική, εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου, εναλλάκτες θερμότητας, αντιδραστήρες, κλπ). Η δυσκολία ανάλυσης αυτών των πολύπλοκων φαινομένων και η ανάγκη εξεύρεσης τρόπων αντιμετώπισης της αποτελεί μια πολύ ενδιαφέρουσα πτυχή τόσο για τις βιομηχανικές όσο και για τις τεχνολογικές ερευνητικές κοινότητες. Επειδή ο πειραματισμός δεν είναι πάντοτε εύκολος, μπορεί να γίνει αναλυτική ή υπολογιστική προσομοίωση των φαινομένων χρησιμοποιώντας ως μέσο υπολογισμού ένα μαθηματικό μοντέλο. Ένα τέτοιο μοντέλο αποτελείται από πολλές διαφορικές ή / και αλγεβρικές εξισώσεις που καθιστούν δυνατή την περιγραφή των φαινομένων, αλλά και την πρόβλεψη για το πώς εξελίσσονται και αλληλοεπιδρούν (οι ποσότητες) μεταξύ τους. Αυτά τα μοντέλα βασίζονται στις θεμελιώδεις αρχές όπως η διατήρηση της μάζας, της ορμής και της ενέργειας. Συνολικά, στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν και αναλύθηκαν τα φαινόμενα μεταφοράς και δείχθηκε ότι η χρήση της προσομοίωσης μέσω εξελιγμένων μαθηματικών μοντέλων μπορεί να μιμηθεί αποτελεσματικά τη συμπεριφορά της διαδικασίας ή του συστήματος με την πάροδο του χρόνου, εφόσον τροφοδοτηθεί με τα σωστά δεδομένα. Η προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε και κατέστη σαφές ότι μπορεί να περιγράψει, να αναλύσει και να προβλέψει τη συμπεριφορά ενός συστήματος. Η χρήση μοντέλων μπορεί να αποτελέσει σημαντική βοήθεια στο σχεδιασμό πραγματικών συστημάτων, βελτιστοποιώντας την απόδοσή τους εξαρχής και μειώνοντας το κόστος αλλά και τον χρόνο σχεδιασμού. Σε αυτό το πλαίσιο, ένας από τους στόχους της παρούσας διατριβής είναι η δημιουργία και περιγραφή μιας εύκολης και γρήγορης μεθόδου προσομοίωσης των διαφόρων φαινομένων μεταφοράς σε συστήματα που δεν έχουν εξεταστεί στο παρελθόν. Για να επιτευχθεί αυτό έγινε η απαραίτητη μαθηματική περιγραφή και η εφαρμογή και επαλήθευση των αποτελεσμάτων της μεθόδου σε συτήματα διαφορετικών κλιμάκων. Έτσι, έγινε εφικτή η περιγραφή κανονων μετασχηματισμού των παραμέτρων και των εκφράσεών τους όταν αλλάζει η κλίμακα του συστήματος είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. 2018-12-04T19:37:14Z 2018-12-04T19:37:14Z 2018-08-27 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11805 en 0 application/pdf