جلسه دفاع دکتری (آقای سعید شهسواری)
موضوع: نگرشی نو بر اصل پایستگی انرژی و سیستم‌های فیزیکی
ارائه دهنده: سعید شهسواری
استاد راهنما: دکتر مهران مرادی
استاد مشاور: دکتر مهدی سلمانی تهرانی
اساتید داور: دکتر محمود همامی- دکتر علیرضا شهیدی- دکتر اشرفی(دانشگاه علم و صنعت)- دکتر شفیعی(دانشگاه یزد)- دکتر جوانبخت
چکیده
در یک نگاه کلی، این رساله منجر به استخراج بیان‌ها و فرمول بندی‌هایی نوین و جامع برای قوانین اول و دوم ترمودینامیک، ایجاد و توسعه‌ی فضای نوینی تحت عنوان فضای انرژی به منظور گسترش دسته معادلات فیزیکی حاکم بر سیستم‌های فیزیکی در تبادل انرژی با محیط پیرامون، معرفی و فرمول‌بندی مفهومی مبنایی تحت عنوان ساختار انرژی در فرآیندهای فیزیکی، بیانی جامع بر مبنای مولفه‌های انرژی سیستم برای مفهوم بنیادین چندگانگی در فیزیک مدرن، استخراج شرط دوسویه‌ی حاکم بر ساختار انرژی سیستم‌های فیزیکی در فرآیندهای فیزیکی، ارایه و فرمول‌بندی یک تعریف جامع برای انرژی دینامیکی به همراه استخراج شرایط سازگاری سیستم از معادله‌ی مربوط به انرژی دینامیکی، معادله‌ی مولفه‌ای عمومی برای فیزیک آماری و بسط برای معادله‌ی مبنایی آنتروپی بولتزمان، استخراج رابطه‌ی عمومی برگشت ناپذیری در ترمودینامیک غیر تعادلی و همچنین تعریف و بسط مولفه‌های برگشت ناپذیری، معرفی و فرمول‌بندی مفهوم کران پایینی کار قابل انجام در سیکل‌های ترمودینامیکی و همچنین بسط فیزیکی-مهندسی معادلات مربوطه از حیطه‌ی مکانیک سنتی تا مکانیک پیشرفته و همچنین از محدوده‌ی فیزیک کلاسیک تا فیزیک مدرن می‌شود. به عبارت دیگر، این رساله منجر به ارایه و بسط فیزیکی-مهندسی تئوری ساختار انرژی می‌شود. همچنین کاربردهای اصول، معادلات و ایده‌های اساسی تئوری مذکور، هم از دیدگاه مهندسی و هم از دیدگاه فیزیک مدرن مورد بررسی قرار گرفته و معادلات مربوطه در راستای این کاربردها گسترش داده می‌شوند.
دیدگاه ارایه شده در حقیقت نگرش همزمان به اصل پایستگی انرژی و قانون دوم ترمودینامیک در تبادل انرژی بین سیستم و محیط پیرامون می‌باشد. این امکان توسط ایجاد فضای انرژی فراهم شده و به واسطه‌ی معادله‌ی ساختار انرژی فرمول‌بندی می‌شود. معادله‌ی ساختار انرژی با استفاده از مفهوم مولفه‌های انرژی مستقل، وابسته و فعال نشده بسط داده می‌شود. بنابراین، مولفه‌های انرژی سیستم به همراه نحوه‌ی فعال شدن آن‌ها و همچنین ارتباط آن‌ها با یکدیگر، مبنای اساسی برای بیان‌ها، فرمول‌بندی‌ها و معادلات این رساله می‌باشند.
نهایتا، لازم به ذکر است که تئوری ساختار انرژی شرط جهت دار بودن، که به عنوان یک شرط سنتی از ترمودینامیک کلاسیک مطرح می‌باشد و همواره مورد اطمینان بوده است را برقرار می‌کند. همچنین تئوری ساختار انرژی با تئوری‌های ترمودینامیک کلاسیک و فیزیک مدرن مقایسه شده و نشان داده می‌شود که این تئوری پوشش دهنده‌ی مفاهیم اساسی در تئوری‌های کلاسیک و مدرن خواهد بود. همچنین با استفاده از مفاهیم و معادلات مربوط به تئوری ساختار انرژی، مثال‌هایی پایه و کاربردی بررسی شده و همچنین معادلات مربوطه با نتایج مورد انتظار مقایسه و بررسی می‌شوند. یکپارچگی عمیق حاکم بر معادلات تئوری ساختار انرژی، از دیدگاهی می‌تواند آن را در زمره‌ی تئوری‌های یکپارچه‌ی مکانیکی قرار دهد. منتهی تفاوتی اساسی علاوه بر کلیت و عمق یکپارچگی حاکم بین تئوری ساختار انرژی و تئوری‌های یکپارچه شده‌ی مکانیکی در این است که تئوری‌های یکپارچه‌ی مکانیکی در محدوده‌ی کلاسیک برقرار هستند، در حالی که تئوری ساختار انرژی از محدوده‌ی مکانیک سنتی تا مکانیک پیشرفته و همچنین فیزیک کلاسیک تا فیزیک مدرن را پوشش می‌دهد. با توجه به اینکه حالت اسمی ترمودینامیکی، یک سیستم فیزیکی را به عنوان تابعی از تولید آنتروپی آن در فرآیند مورد نظر در نظر می‌گیرد، از این رو نظریه مکانیک یکپارچه (UMT) صریحاً یک محور خطی مستقل جدید را علاوه بر مختصات نیوتنی x ، y ، z و زمان معرفی می‌کند. این در حالی است که تئوری ساختار انرژی، این مورد را با ارایه‌ی معادله‌ی ساختار انرژی، بطور مستقیم اعمال می‌کند.
کلمات کلیدی: سیستم‌های فیزیکی، اصل پایستگی انرژی، قانون دوم ترمودینامیک، فضای انرژی، مولفه‌های انرژی مستقل و وابسته، معادله‌ی ساختار انرژی، انرژی‌های دینامیکی و غیر دینامیکی، مکانیک آماری، ترمودینامیک غیر تعادلی، چندگانگی
PUBLICATIONS and working papers:
- “A Quasi-Statistical Approach to the Boltzmann Entropy Equation Based on a Novel Energy Conservation Principle”
2. Shahsavari, Saeed, and Mehran Moradi. "A General Solution to the Different Formulations of the Second Law of Thermodynamics
- Shahsavari, S., Moradi, M. & Shahidi, A. Two Differential Equations for Investigating the Vibration of Conductive Nanoplates in a Constant In-Plane Magnetic Field Based on the Energy Conservation Principle and the Local Equilibrium Equations.
4. Shahsavari, Saeed, and Mehran Moradi. "A Study of the Entropy Production in Physical Processes from a New Perspective of the Energy Structure
5. Shahsavari, Saeed, Mehran Moradi, and Morteza Esmaeilpour. "On the Irreversibility in Mechanical Systems Using a New Macroscopic Energy Structure Modeling
6. Shahsavari, Saeed. "On the Probability in General Physics from the Perspective of the Energy Structure
7. Saeed Shahvari and Mehran Moradi (2021). Energy Conservation principle from the perspective of the energy structure theory.
8. Saeed Shahvari (2021). A componential reduction to the Euler Lagrange equation using energy structure theory.
9. Shahsavari, Saeed. "Basic Equation for the Different Coupled Equations between the First and Second Laws of Thermodynamics at Strong Coupling
10. Shahsavari, Saeed, Mehran Moradi, and Morteza Esmaeilpour. "On the Available Work Limits at Constant Heat and Entropy Production.
11. Shahsavari, Saeed, Mehran Moradi, Navid Sayyar, Mehdi Kiani, Afrouz Hajimoradi, Maedeh Kabiri Poor and Hamid Zarei. "A Note on the Energy Structure Theory and Development for 2D Viscoelasticity.
12. “Vibration analysis of piezoelectric carbon nanotube considering surface effects, located in the magnetic field and resting on nonlinear viscoelastic foundation” with S.Shahsavari and M.Moradi,
13. “Frequency and in-plane vibration analysis of single-layer nano-graphene sheet by scaled boundary finite element method” with M.Jannesary, M.Moradi, and S.shahsavari,
14. Shahsavari, Saeed, Mehran Moradi, " An Applied Component Modeling to the Irreversibility from a New Configurationally Perspective of the Statistical Physics
15. Shahsavari, Saeed, Mehran Moradi, " Application of an Innovate Energy Balance to Investigate Viscoelastic Problems.
- “POSSIBILITY UNIQUE COMBINATION FOR FIRST AND SECOND LAW OF THERMODYNAMICS”, Shahsavari, S.
- “A New Approach to the Energy Structure and Feasible Processes” with S.Shahsavari and M.Moradi, International Journal of Modern Physics B, Working Paper (Under review)
- “ٍEnergy Structure Theory: A General Unified Mechanics Theory” with S.Shahsavari and M.Moradi, International Journal of Engineering Science, Working Paper (Under review)