目錄
物理力學(xué)前沿·卷 I
序
第0章 緒論 1
參考文獻 14
第一篇 復(fù)雜流體物理力學(xué)
第1章 高超聲速非平衡流計算模擬研究進展 19
1.1 高超聲速非平衡流研究背景 19
1.1.1 高超聲速非平衡流概念 19
1.1.2 高超聲速非平衡流動研究需求 20
1.1.3 高超聲速非平衡流動模擬方法 22
1.2 高超聲速非平衡流輸運方程 26
1.2.1 廣義Boltzmann方程的半經(jīng)典描述 26
1.2.2 基于Chapman-Enskog展開方法的宏觀輸運方程推導(dǎo) 29
1.2.3 高超聲速非平衡流宏觀輸運方程發(fā)展概況 32
1.3 DSMC方法研究進展 39
1.3.1 DSMC內(nèi)能交換模型 39
1.3.2 化學(xué)模型 43
1.3.3 電離反應(yīng)流動 51
1.3.4 高超聲速非平衡流DSMC模擬軟件 55
1.4 CFD方法研究進展 55
1.4.1 迎風(fēng)數(shù)值通量函數(shù) 57
1.4.2 低耗散數(shù)值通量 58
1.4.3 隱式時間積分 61
1.4.4 測試算例——雙錐流動 63
1.4.5 態(tài)態(tài)模型流場的CFD方程簡化策略 66
1.4.6 高超聲速非平衡流CFD軟件 69
1.5 氣體與表面相互作用模型 73
1.5.1 DSMC方法的氣體與表面相互作用模型及其實現(xiàn) 75
1.5.2 CFD方法的氣體與表面相互作用模型及其實現(xiàn) 80
1.5.3 非平衡流有限速率表面化學(xué)模型 91
1.5.4 模擬表面化學(xué)的計算化學(xué)手段 98
1.6 結(jié)束語 100
參考文獻 100
第2章 以膠體模型體系研究奧斯特瓦爾德分步律的普適性 124
2.1 膠體粒子結(jié)晶過程中奧氏分步律的研究 126
2.2 膠體晶體經(jīng)亞穩(wěn)態(tài)的相變動力學(xué) 128
2.3 液態(tài)—亞穩(wěn)態(tài)—穩(wěn)態(tài)同時轉(zhuǎn)變的理論模型與奧氏分步律普適性 130
2.4 結(jié)束語和展望 134
參考文獻 135
第二篇 固體介質(zhì)和表界面物理力學(xué)
第3章 多尺度物理力學(xué) 141
3.1 低維碳材料的力學(xué)性能與力電耦合 141
3.1.1 碳納米管的力學(xué)性能與力電耦合 141
3.1.2 石墨烯的力學(xué)性能與力電耦合 145
3.2 石墨烯與六方氮化硼表面和界面結(jié)構(gòu)性能調(diào)控 148
3.2.1 石墨烯表面結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控 148
3.2.2 六方氮化硼表面與界面性能調(diào)控 151
3.3 納尺度受限空間內(nèi)的分子輸運和相變 153
3.3.1 碳納米管一維通道內(nèi)受限水鏈的輸運 153
3.3.2 平板間二維空間內(nèi)受限水的相變 156
3.4 低維晶體電子結(jié)構(gòu)的應(yīng)變調(diào)控 160
3.4.1 低維晶體電子結(jié)構(gòu)的均勻應(yīng)變調(diào)控 160
3.4.2 二維晶體磁性的應(yīng)變調(diào)控 163
參考文獻 164
第4章 界面基本力學(xué)問題的第一性原理計算研究 175
4.1 第一性原理密度泛函理論簡介 176
4.2 異相界面 180
4.2.1 界面強度 181
4.2.2 界面能和界面相圖 185
4.2.3 界面強度計算的應(yīng)用實例 192
4.2.4 界面斷裂韌性 202
4.2.5 界面誘發(fā)晶構(gòu)轉(zhuǎn)變 208
4.3 晶界 213
4.3.1 晶界結(jié)構(gòu)模型 214
4.3.2 bcc-Fe晶界 215
4.4 結(jié)束語 228
參考文獻 228
第5章 物理力學(xué)在鐵電薄膜及其存儲器當中的工程應(yīng)用 236
5.1 鐵電存儲器的不可替代性 236
5.2 基于物理力學(xué)思想突破鐵電存儲器的瓶頸 238
5.3 鐵電薄膜及其存儲器的微結(jié)構(gòu)設(shè)計 240
5.3.1 界面與應(yīng)變在鐵電薄膜微結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的應(yīng)用 240
5.3.2 摻雜在鐵電薄膜微結(jié)構(gòu)設(shè)計當中的應(yīng)用 252
5.4 微結(jié)構(gòu)與宏觀電學(xué)性能之間的關(guān)聯(lián) 257
5.4.1 疇、畤壁與宏觀性能之間的關(guān)聯(lián) 257
5.4.2 缺陷與鐵電薄膜及存儲器失效之間的關(guān)聯(lián) 260
5.4.3 鐵電薄膜存儲器的“器件多變量耦合關(guān)系” 263
5.5 在復(fù)雜環(huán)境下的服役和失效機理 265
5.6 結(jié)束語 270
參考文獻 271
第三篇 高壓物理力學(xué)
第6章 基于同步輻射的X射線成像技術(shù)在靜高壓研究中的應(yīng)用 283
6.1 X射線成像基本原理和技術(shù) 284
6.2 高壓下的研究應(yīng)用 286
6.2.1 狀態(tài)方程測量 286
6.2.2 地幔中鐵的輸運 289
6.2.3 相變演化及動力學(xué)過程 292
6.2.4 其他應(yīng)用 294
6.3 結(jié)束語和展望 295
參考文獻 295
第7章 磁驅(qū)動準等熵平面壓縮和超高速飛片發(fā)射實驗技術(shù)原理、裝置及應(yīng)用 299
7.1 基本原理 300
7.2 磁壓加載準等熵壓縮實驗的數(shù)據(jù)處理方法 301
7.2.1 原位粒子速度近似方法 301
7.2.2 反向積分方法 303
7.3 磁驅(qū)動等熵壓縮和高速飛片的實驗裝置 305
7.4 磁驅(qū)動等熵壓縮實驗 308
7.4.1 金屬材料的等熵壓縮實驗 308
7.4.2 準等熵加載下材料動力學(xué)性能研究 311
7.4.3 磁驅(qū)動高速飛片和物態(tài)方程沖擊壓縮實驗 313
7.5 磁驅(qū)動加載技術(shù)和實驗的展望 316
參考文獻 317
第8章 爆轟加載材料和結(jié)構(gòu)動力學(xué)行為精密物理機制辨識和建模 322
8.1 爆轟加載殼體膨脹剪切斷裂模擬的材料模型及計算方法 322
8.1.1“塑性峰”理論簡潔直觀，但掩蓋了多種物理機制接續(xù)演化的事實 322
8.1.2 數(shù)值模擬中的對稱條件設(shè)定，會輕易地屏蔽真實的物理主導(dǎo)機制 325
8.1.3 主導(dǎo)爆炸膨脹剪切行為的影響因素及材料性能庫存變化的影響角色 327
8.2 爆轟驅(qū)動飛層界面與內(nèi)層狀態(tài)演化差異多尺度分析 328
8.3 滑移爆轟對碰區(qū)運動驅(qū)動參數(shù)和早期過程行為的精密診斷 331
參考文獻 334
第9章 極端條件下液體結(jié)構(gòu)和物性的實驗研究進展 336
9.1 極端條件下液體研究 337
9.1.1 液體結(jié)構(gòu)研究 337
9.1.2 液體密度測量 342
9.1.3 液體黏度測量 347
9.2 結(jié)束語 350
參考文獻 350
第10章 金屬材料在準等熵加載和沖擊加載下的強度 357
10.1 單軸應(yīng)變加載下固體材料的屈服強度 358
10.1.1 單軸應(yīng)變加載下的主軸應(yīng)力、偏應(yīng)力及平均應(yīng)力 358
10.1.2 單軸應(yīng)變加載下固體材料的剪切模量和屈服強度 361
10.2 準等熵加載的特點 364
10.2.1 沿著準等熵線的聲速 364
10.2.2 準等熵過程的應(yīng)變及應(yīng)變率 366
10.2.3 準等熵壓縮線對等熵線的偏離 368
10.2.4 準等熵壓縮狀態(tài)位于屈服面上 369
10.3 測量屈服強度的雙屈服面法 371
10.3.1 利用雙屈服面法測量準等熵壓縮下的屈服強度的原理 371
10.3.2 準等熵加載下的應(yīng)力-應(yīng)變路徑和偏應(yīng)力 375
10.3.3 利用雙屈服面法測量沖擊壓縮下的屈服強度 378
10.3.4 沖擊壓縮狀態(tài)不一定在屈服面上 379
10.4 結(jié)束語 384
參考文獻 385
第11章 延性金屬動態(tài)拉伸斷裂的損傷演化研究 387
11.1 延性金屬動態(tài)拉伸斷裂的宏觀響應(yīng)研究 388
11.1.1 應(yīng)變率對延性金屬拉伸斷裂的影響 388
11.1.2 應(yīng)力幅值對延性金屬拉伸斷裂的影響 389
11.1.3 應(yīng)力持續(xù)時間對延性金屬拉伸斷裂的影響 390
11.1.4 材料微結(jié)構(gòu)對延性金屬拉伸斷裂的影響 391
11.2 材料動態(tài)拉伸斷裂過程的損傷演化機理研究 392
11.2.1 損傷演化早期、中期，孔洞的形核和增長研究 392
11.2.2 損傷演化后期的孔洞聚集研究 393
11.3 材料動態(tài)拉伸斷裂的損傷演化物理模型 395
11.4 結(jié)束語 398
參考文獻 398
物理力學(xué)前沿·卷 II
第四篇 激光物理力學(xué)
第12章 高能光泵浦氣體激光器研究進展 407
第13章 化學(xué)激光中的物理力學(xué)問題 433
第14章 高功率光纖激光研究進展 459
第15章 我國近期激光慣性約束聚變物理實驗與診斷技術(shù)研究進展 512
第16章 激光干涉測量技術(shù)研究進展 544
第17章 光電探測系統(tǒng)與激光的相互作用機理 557
第18章 連續(xù)波激光與材料/結(jié)構(gòu)的能量耦合研究 596
第五篇 空間環(huán)境效應(yīng)物理力學(xué)
第19章 空間環(huán)境及其效應(yīng)概述 637
第20章 空間載荷部件物理力學(xué)應(yīng)用及進展 682
第21章 空間環(huán)境下流體力學(xué)與傳熱傳質(zhì) 768
第22章 空間碎片超高速撞擊效應(yīng)及防護技術(shù) 802
第23章 等離子體誘發(fā)航天器表面帶電的作用機理 865