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非平衡气体动力学与分子模拟


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非平衡气体动力学与分子模拟
  • 书号：9787030726490
    作者：方明,彭傲平,赵文文
  • 外文书名：
  • 装帧：平脊精装
    开本：B5
  • 页数：329
    字数：380000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2023-06-01
  • 所属分类：流体力学
  • 定价： ￥180.00元
    售价： ￥142.20元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书是非平衡气体动力学的基础书籍，集理论和应用指导于一体。全书由两个部分组成：第一部分为前四章，主要介绍非平衡过程所需的基础知识，包括动理学理论、量子力学基础、统计力学基础和有限速率过程；第二部分为后三章，主要描述分析非平衡气体现象的数值模拟方法，包括分子动力学与连续介质气体动力学之间的关系、直接模拟蒙特卡罗和非平衡热化学模型。
本书是非平衡气体动力学的基础书籍，集理论和应用指导于一体。全书由两个部分组成：第一部分为前四章，主要介绍非平衡过程所需的基础知识，包括动理学理论、量子力学基础、统计力学基础和有限速率过程；第二部分为后三章，主要描述分析非平衡气体现象的数值模拟方法，包括分子动力学与连续介质气体动力学之间的关系、直接模拟蒙特卡罗和非平衡热化学模型。
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    丛书序
    系列序
    原著中文版序
    原著中文版致谢
    第一部分 理论
    第1章 动理学理论 3
    1.1 引言/3
    1.2 基础概念/4
    1.2.1 粒子模型/4
    1.2.2 从分子行为到宏观量/5
    1.2.3 分子碰撞/10
    1.2.4 分子输运过程/12
    1.3 动理学理论分析/18
    1.3.1 速度分布函数/18
    1.3.2 玻尔兹曼方程/19
    1.3.3 玻尔兹曼H定理/23
    1.3.4 麦克斯韦VDF/26
    1.3.5 平衡碰撞属性/31
    1.3.6 朝向壁面的自由分子流/34
    1.3.7 基于动理学的非平衡流动分析/41
    1.3.8 自由分子流分析/44
    1.4 小结/47
    1.5 习题/47
    第2章 量子力学 50
    2.1 引言/50
    2.2 量子力学/50
    2.2.1 海森堡不确定性原理/51
    2.2.2 薛定谔方程/53
    2.2.3 薛定谔方程的解/56
    2.2.4 二粒子系统/58
    2.2.5 转动和振动能/60
    2.2.6 电子能级/63
    2.3 原子结构/64
    2.3.1 电子分类/64
    2.3.2 角动量/65
    2.3.3 光学项分类/66
    2.3.4 激发态/68
    2.4 双原子分子结构/69
    2.4.1 玻恩 奥本海默近似/69
    2.4.2 转动和振动能/72
    2.4.3 激发态/74
    2.5 小结/77
    2.6 习题/77
    第3章 统计力学 79
    3.1 引言/79
    3.2 分子统计方法/79
    3.3 能态分布/84
    3.3.1 玻尔兹曼极限/86
    3.3.2 玻尔兹曼能量分布/88
    3.4 与热力学的关系/90
    3.4.1 玻尔兹曼关系/91
    3.4.2 宏观热力学量/92
    3.5 配分函数/94
    3.5.1 平动能/94
    3.5.2 内部结构/98
    3.5.3 单原子气体/99
    3.5.4 双原子气体/102
    3.6 离解 复合系统/106
    3.7 小结/109
    3.8 习题/109
    第4章 有限速率过程 113
    4.1 引言/113
    4.2 平衡过程/114
    4.2.1 振动能/114
    4.2.2 化学平衡/115
    4.2.3 平衡常数/118
    4.2.4 平衡组分/119
    4.3 振动弛豫/120
    4.4 有限速率化学反应/123
    4.4.1 速率系数/127
    4.4.2 内能的影响/129
    4.4.3 离解速率的计算/132
    4.4.4 有限速率弛豫/134
    4.5 小结/137
    4.6 习题/137
    第二部分 数值模拟
    第5章 分子气体动力学与连续介质气体动力学之间的关系 143
    5.1 引言/143
    5.2 守恒方程组/144
    5.3 Chapman Enskog分析和输运特性/149
    5.3.1 BGK方程分析/149
    5.3.2 玻尔兹曼方程分析/156
    5.3.3 混合气体分析/159
    5.3.4 多原子混合气体的一般输运属性/162
    5.4 碰撞截面和输运属性计算/166
    5.4.1 碰撞截面/167
    5.4.2 硬球相互作用/169
    5.4.3 逆幂律相互作用/170
    5.4.4 一般原子间作用势/172
    5.5 小结/175
    第6章 直接模拟蒙特卡罗 177
    6.1 引言/177
    6.2 DSMC基本原理/181
    6.2.1 基本原则/181
    6.2.2 粒子运动与排序/186
    6.2.3 碰撞速率/189
    6.2.4 网格单元和粒子属性/194
    6.3 黏性、扩散和热传导模型/195
    6.3.1 可变硬球模型/195
    6.3.2 可变软球模型/205
    6.3.3 广义硬球、软球和LJ模型/208
    6.3.4 热传导系数/213
    6.3.5 模型参数化/214
    6.4 DSMC内能传递建模/215
    6.4.1 连续介质与分子模型/215
    6.4.2 碰撞后能量再分配/216
    6.4.3 非弹性碰撞对选择过程/224
    6.4.4 广义碰撞后能量再分配/232
    6.5 小结/237
    第7章 非平衡热化学模型 238
    7.1 引言/238
    7.2 转动能交换模型/238
    7.2.1 恒定碰撞数/239
    7.2.2 Parker模型/239
    7.2.3 Boyd的变概率交换模型/240
    7.2.4 非平衡方向依赖模型/241
    7.2.5 模型结果/242
    7.3 振动能交换模型/244
    7.3.1 恒定碰撞数/244
    7.3.2 Millikan White模型/245
    7.3.3 振动的量子化处理/248
    7.3.4 模型结果/250
    7.4 离解化学反应/251
    7.4.1 总碰撞能(TCE)模型/251
    7.4.2 离解反应后能量的再分配/257
    7.4.3 振动促进离解模型/259
    7.5 一般化学反应/261
    7.5.1 反应速率与平衡常数/261
    7.5.2 DSMC中的逆向反应速率/265
    7.5.3 三体复合反应/269
    7.5.4 反应后能量再分配及其一般实现/271
    7.5.5 反应流动的 DSMC 解/274
    7.6 小结/284
    附录A 生成粒子特性/286
    附录B 碰撞参量/297
    附录C 确定碰撞后速度/303
    附录D 宏观特性/312
    附录E 通用积分/320
    参考文献/323
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