Traffic and Granular Flow ' 07 2007 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Appert-rolland, Cecile (EDT)/ Chevoir, Francois (EDT)/ Gondret, Philippe (EDT)/ Lassarre, Sylvain (E

出品人:

页数:758

译者:

出版时间:

价格:1691.00

装帧:

isbn号码:9783540770732

丛书系列:

图书标签:

• 交通流
• 颗粒流
• 流体力学
• 复杂系统
• 非平衡态热力学
• 数学建模
• 数值模拟
• 交通工程
• 物理学
• 工程学

跨越藩篱：现代材料科学与工程的宏大叙事 本书深入探讨了当代材料科学与工程领域中几个前沿且极具影响力的研究方向。它并非仅仅是对既有知识的简单罗列，而是一部旨在激发深度思考、连接不同学科交叉点的思想指南。全书结构严谨，内容涵盖从微观结构调控到宏观性能实现的复杂链条，为专业研究人员、高级工程师以及致力于跨学科创新的学者提供了坚实的理论基础和广阔的视野。 第一部分：先进功能材料的设计与合成 本部分聚焦于新一代具有特定、可设计功能的智能材料的创制过程。我们首先审视了自适应结构材料的最新进展。这包括对那些能够在特定环境刺激下（如温度、应力、电磁场）主动改变其力学、光学或电子性能的材料的深入分析。我们详细阐述了如何利用分层结构和界面工程来精确控制材料的响应阈值和速率，特别是在疲劳寿命预测和极端环境下的可靠性评估方面。 随后，本书将重点转向量子点与低维纳米材料在光电器件中的应用。我们不仅讨论了传统半导体量子点（如CdSe、InP）的光谱特性和表面钝化技术，更深入剖析了钙钛矿量子点在溶液加工过程中的相稳定性问题及其对器件效率和寿命的影响。在低维材料方面，石墨烯、二硫化钼（MoS2）等二维材料的晶圆级大规模制备技术成为关键议题，包括化学气相沉积（CVD）的优化策略，以及如何通过掺杂和缺陷工程来调控其载流子迁移率和带隙结构，以期在柔性电子和高频器件中实现突破。 此外，生物相容性与可降解高分子的研究也占据了重要篇幅。这部分内容着眼于植入式医疗器械和组织工程支架的开发。材料的选择标准不再局限于机械强度，而是扩展到生物活性、降解速率的精确控制以及代谢产物的无毒性。我们引入了先进的聚合动力学模型，用以模拟和预测聚合物在体内微环境下的水解和酶解过程，为新型药物缓释系统（DDS）的设计提供了量化工具。 第二部分：计算材料学与高通量筛选 计算方法的飞速发展已成为现代材料科学研究不可或缺的驱动力。第二部分系统地介绍了密度泛函理论（DFT）在材料性质预测中的应用前沿。重点讨论了如何处理复杂体系（如界面缺陷、杂相混合物）中的电子结构计算，特别是如何更准确地选择泛函以弥补标准GGA（广义梯度近似）在描述范德华力或强关联电子系统时的不足。 接着，我们深入探讨了分子动力学（MD）模拟在理解复杂输运现象中的作用。本书提供了在模拟高分子链的松弛行为、液体在多孔介质中的流动特性以及晶界扩散机制时的关键参数设置与后处理方法。特别地，我们关注了如何利用多尺度建模，将微观尺度的原子相互作用参数传递到介观尺度的有限元分析中，从而实现从原子到宏观构件性能的有效桥接。 本部分的高潮在于对机器学习（ML）与人工智能（AI）在材料发现中的应用的详尽论述。我们不再停留在概念层面，而是着重讲解了如何构建高质量的材料信息数据库（Materials Informatics Databases），如何利用高斯过程回归（GPR）或神经网络对合成参数空间进行高效的贝叶斯优化，以期在更少的实验次数内发现具有目标性能的新材料或新配方。这部分内容为研究人员提供了一套加速研发周期的实用工具箱。 第三部分：结构完整性与极端环境下的材料行为 材料的可靠性是其工程应用的前提。本部分侧重于从微观机制角度解析材料在严苛条件下的失效行为。 我们首先分析了增材制造（3D打印）金属部件的微观组织演变。激光粉末床熔融（LPBF）和电子束熔化（EBM）过程中极高的冷却速率导致了独特的非平衡态微结构，如细小的柱状晶和大量的位错、孪晶。本书详细解释了这些微结构如何影响材料的疲劳裂纹萌生和扩展，以及如何通过热后处理（如热等静压HIP）来优化残余应力分布和晶粒结构，以提高部件的承载能力。 随后，本书将目光投向高温与辐照环境下的材料稳定性。针对航空航天和核能领域的需求，我们详细考察了陶瓷基复合材料（CMCs）和镍基高温合金的蠕变断裂机制。在核能材料方面，重点分析了轻量化合金在质子或中子辐照下引发的空隙形核、气体泡生长以及对材料脆化的影响，并比较了不同辐照损伤模型（如碰撞级联模型）的适用性边界。 第四部分：界面科学与多相复合材料的性能调控 现代工程系统越来越依赖于精心设计的界面来耦合不同材料的优势。本部分深入研究了界面/相界面的物理化学性质及其对整体性能的决定性影响。 我们对纳米复合材料的增韧与界面传荷进行了深入的理论和实验探讨。对于纤维增强复合材料，我们应用了新的Kachanov损伤模型来描述纤维/基体界面脱粘的累积效应。对于颗粒增强体系，重点研究了纳米氧化物或碳纳米管在基体中的均匀分散技术（如超声辅助悬浮液处理），以及如何通过界面改性剂来优化基体与填料之间的化学键合强度，从而实现应力的有效传递。 此外，多铁性材料的耦合机理构成了本部分的重要组成部分。这些材料同时展现出铁电性、铁磁性及/或弹性。本书阐述了应变耦合、电场调控磁化强度等效应的本构方程，并讨论了如何利用薄膜沉积技术（如脉冲激光沉积PLD）来引入界面应力，以增强这些多场耦合响应，为开发新型传感器和存储器件提供理论指导。 总结而言，本书旨在构建一个跨越尺度、连接理论与实践的综合框架。它要求读者不仅精通特定领域的细节，更要理解不同材料体系间的内在联系与普遍规律。阅读本书，将有助于构建对复杂材料系统整体行为的深刻洞察力，并为解决未来工程挑战提供前瞻性的思维工具。

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