New Developments in Computational Fluid Dynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Fujii, Kozo (EDT)/ Nakahashi, Kazuhiro (EDT)/ Obayashi, Shigeru (EDT)/ Komurasaki, Satoko (EDT)

出品人:

页数:232

译者:

出版时间:2005-12-16

价格:USD 259.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540274070

丛书系列:

图书标签:

• Computational Fluid Dynamics
• CFD
• Fluid Mechanics
• Numerical Methods
• Engineering
• Science
• Mathematics
• Algorithms
• Simulation
• Heat Transfer

好的，以下是一本假设的书籍的详细简介，这本书的书名与您提供的书名不同，且内容完全独立。 书名： 《多尺度模拟与新兴材料的界面行为》 作者： [此处填写虚构的作者姓名，例如：李明，张华] 出版社： [此处填写虚构的出版社名称，例如：先进科学出版社] 出版年份： 2024年 --- 概述 《多尺度模拟与新兴材料的界面行为》深入探讨了材料科学、凝聚态物理以及计算建模领域的前沿交叉问题。本书的核心目标是构建一个统一的理论框架，用以理解和预测在不同时间尺度和空间尺度下，复杂材料系统，特别是新型功能材料，在不同界面上的相互作用机制。随着纳米技术和先进制造工艺的飞速发展，材料的宏观性能越来越依赖于其微观结构和界面特性。本书系统地梳理了从原子尺度到宏观尺度的多尺度建模方法，并将其应用于分析诸如复合材料、能源存储设备电极、生物相容性涂层等新兴材料的关键界面问题。 本书不仅侧重于理论基础的阐述，更强调了计算工具的实际应用，旨在为科研人员和工程师提供一套解决复杂材料系统界面难题的实用工具箱。 核心内容与章节结构 第一部分：多尺度建模基础与理论框架 第一章：引言：从原子到工程尺度的挑战 本章首先界定了“界面”在现代材料科学中的关键地位，阐述了为什么传统单尺度方法难以捕捉界面现象的复杂性。随后，系统地介绍了时间尺度和空间尺度的跨越所面临的主要挑战，为后续章节的多尺度方法奠定了理论基础。重点讨论了界面结构、能垒和动力学过程的尺度依赖性。 第二章：跨尺度的计算方法论 详细介绍了从量子力学方法（如密度泛函理论DFT）到介观尺度的分子动力学（MD）模拟，再到宏观尺度的有限元分析（FEA）等核心计算工具。特别关注了如何在不同尺度之间建立有效的信息传递机制，包括粗粒化（Coarse-Graining）技术、基于势函数的原子间作用力构建，以及在介观尺度上引入有效哈密顿量的策略。 第三章：界面热力学与输运性质的统一描述 本章侧重于界面处的能量分布和物质传输。深入分析了界面能、表面张力和缺陷在界面处的重新排布如何影响材料的稳定性。在输运方面，重点研究了热导、电导以及离子迁移在界面上的散射机制和非线性效应，特别是在异质结结构中的热电转换效率分析。 第二部分：界面相互作用的动力学与演化 第四章：界面缺陷的形成与迁移 详细探讨了界面处的位错、空位、孪晶界等晶体缺陷的形成能和迁移势垒。通过耦合MD模拟和动力学蒙特卡洛（Kinetic Monte Carlo, KMC）方法，分析了这些缺陷在温度和应力梯度下的动态行为，这对理解材料的塑性、蠕变和疲劳至关重要。 第五章：界面反应动力学与相变 研究了在高温或高压条件下，不同材料在界面处发生的化学反应和固态相变。通过计算反应路径（Reaction Pathway）和过渡态理论，量化了界面诱导的相变速率。案例分析包括薄膜生长过程中的界面控制和固态电池中的电极-电解质界面生长。 第六章：界面稳定性与长期退化机制 关注材料在长期使用环境下的界面稳定性。探讨了氧化、腐蚀、以及界面粘附力的退化过程。引入了基于机器学习的加速模拟方法，用于预测界面在复杂服役条件下的寿命和失效模式。 第三部分：新兴材料系统的界面应用案例 第七章：能源存储设备中的关键界面 本章聚焦于锂离子电池和固态电池中不可避免的界面问题。详细分析了电极/电解液界面形成的固体电解质界面层（SEI）的结构、离子阻抗和演化机理。利用先进的模拟技术揭示了界面极化对电池性能衰减的影响。 第八章：智能复合材料与结构集成界面 讨论了纤维增强复合材料和多层结构材料的界面行为。重点研究了基体与增强相之间的应力传递效率、界面脱粘的临界条件以及界面改性技术对宏观力学性能的提升作用。分析了夹层结构中的阻尼效应与界面耦合。 第九章：生物材料与生物界面的兼容性 探讨了植入式医疗器械表面与生物环境的相互作用。利用分子模拟研究蛋白质吸附、细胞粘附以及生物膜的形成过程。分析了表面粗糙度、电荷分布和界面能如何调控生物界面的响应，指导新型生物活性涂层的设计。 第十章：结论与未来展望 总结了多尺度模拟在解析界面复杂性方面的当前成就，并指出了未来研究的几个关键方向，包括非平衡态模拟的进步、量子计算在界面电子结构预测中的潜力，以及如何将人工智能更深地融入材料设计循环中。 目标读者 本书适合材料科学、化学工程、应用物理、机械工程等领域的博士生、博士后研究人员以及资深科研工作者。它也为从事先进材料设计、电池技术、生物医学工程以及高性能复合材料研发的工程师提供了深入的理论参考和实践指导。 本书特色 跨学科融合： 首次系统地将热力学、动力学、输运理论与先进计算方法在界面问题上进行整合。 方法论驱动： 详细介绍并比较了不同尺度模拟技术的优缺点及耦合策略，强调了计算工具的选择与应用逻辑。 聚焦前沿： 案例分析紧密围绕当前最热门的新兴材料领域，如固态能源和生物界面。 深度与广度兼备： 既有严格的理论推导，也有对实际工程问题的应用指导。

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