非平衡氣體動力學與分子模擬

目錄叢書序系列序原著中文版序原著中文版致謝第一部分 理論第1章 動理學理論 31.1 引言/31.2 基礎(chǔ)概念/41.2.1 粒子模型/41.2.2 從分子行為到宏觀量/51.2.3 分子碰撞/101.2.4 分子輸運過程/121.3 動理學理論分析/181.3.1 速度分布函數(shù)/181.3.2 玻爾茲曼方程/191.3.3 玻爾茲曼H定理/231.3.4 麥克斯韋VDF/261.3.5 平衡碰撞屬性/311.3.6 朝向壁面的自由分子流/341.3.7 基于動理學的非平衡流動分析/411.3.8 自由分子流分析/441.4 小結(jié)/471.5 習題/47第2章 量子力學 502.1 引言/502.2 量子力學/502.2.1 海森堡不確定性原理/512.2.2 薛定諤方程/532.2.3 薛定諤方程的解/562.2.4 二粒子系統(tǒng)/582.2.5 轉(zhuǎn)動和振動能/602.2.6 電子能級/632.3 原子結(jié)構(gòu)/642.3.1 電子分類/642.3.2 角動量/652.3.3 光學項分類/662.3.4 激發(fā)態(tài)/682.4 雙原子分子結(jié)構(gòu)/692.4.1 玻恩 奧本海默近似/692.4.2 轉(zhuǎn)動和振動能/722.4.3 激發(fā)態(tài)/742.5 小結(jié)/772.6 習題/77第3章 統(tǒng)計力學 793.1 引言/793.2 分子統(tǒng)計方法/793.3 能態(tài)分布/843.3.1 玻爾茲曼極限/863.3.2 玻爾茲曼能量分布/883.4 與熱力學的關(guān)系/903.4.1 玻爾茲曼關(guān)系/913.4.2 宏觀熱力學量/923.5 配分函數(shù)/943.5.1 平動能/943.5.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)/983.5.3 單原子氣體/993.5.4 雙原子氣體/1023.6 離解 復合系統(tǒng)/1063.7 小結(jié)/1093.8 習題/109第4章 有限速率過程 1134.1 引言/1134.2 平衡過程/1144.2.1 振動能/1144.2.2 化學平衡/1154.2.3 平衡常數(shù)/1184.2.4 平衡組分/1194.3 振動弛豫/1204.4 有限速率化學反應/1234.4.1 速率系數(shù)/1274.4.2 內(nèi)能的影響/1294.4.3 離解速率的計算/1324.4.4 有限速率弛豫/1344.5 小結(jié)/1374.6 習題/137第二部分 數(shù)值模擬第5章 分子氣體動力學與連續(xù)介質(zhì)氣體動力學之間的關(guān)系 1435.1 引言/1435.2 守恒方程組/1445.3 Chapman Enskog分析和輸運特性/1495.3.1 BGK方程分析/1495.3.2 玻爾茲曼方程分析/1565.3.3 混合氣體分析/1595.3.4 多原子混合氣體的一般輸運屬性/1625.4 碰撞截面和輸運屬性計算/1665.4.1 碰撞截面/1675.4.2 硬球相互作用/1695.4.3 逆冪律相互作用/1705.4.4 一般原子間作用勢/1725.5 小結(jié)/175第6章 直接模擬蒙特卡羅 1776.1 引言/1776.2 DSMC基本原理/1816.2.1 基本原則/1816.2.2 粒子運動與排序/1866.2.3 碰撞速率/1896.2.4 網(wǎng)格單元和粒子屬性/1946.3 黏性、擴散和熱傳導模型/1956.3.1 可變硬球模型/1956.3.2 可變軟球模型/2056.3.3 廣義硬球、軟球和LJ模型/2086.3.4 熱傳導系數(shù)/2136.3.5 模型參數(shù)化/2146.4 DSMC內(nèi)能傳遞建模/2156.4.1 連續(xù)介質(zhì)與分子模型/2156.4.2 碰撞后能量再分配/2166.4.3 非彈性碰撞對選擇過程/2246.4.4 廣義碰撞后能量再分配/2326.5 小結(jié)/237第7章 非平衡熱化學模型 2387.1 引言/2387.2 轉(zhuǎn)動能交換模型/2387.2.1 恒定碰撞數(shù)/2397.2.2 Parker模型/2397.2.3 Boyd的變概率交換模型/2407.2.4 非平衡方向依賴模型/2417.2.5 模型結(jié)果/2427.3 振動能交換模型/2447.3.1 恒定碰撞數(shù)/2447.3.2 Millikan White模型/2457.3.3 振動的量子化處理/2487.3.4 模型結(jié)果/2507.4 離解化學反應/2517.4.1 總碰撞能(TCE)模型/2517.4.2 離解反應后能量的再分配/2577.4.3 振動促進離解模型/2597.5 一般化學反應/2617.5.1 反應速率與平衡常數(shù)/2617.5.2 DSMC中的逆向反應速率/2657.5.3 三體復合反應/2697.5.4 反應后能量再分配及其一般實現(xiàn)/2717.5.5 反應流動的 DSMC 解/2747.6 小結(jié)/284附錄A 生成粒子特性/286附錄B 碰撞參量/297附錄C 確定碰撞后速度/303附錄D 宏觀特性/312附錄E 通用積分/320參考文獻/323