非平衡气体动力学与分子模拟

目录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 31.1 引言/31.2 基础概念/41.2.1 粒子模型/41.2.2 从分子行为到宏观量/51.2.3 分子碰撞/101.2.4 分子输运过程/121.3 动理学理论分析/181.3.1 速度分布函数/181.3.2 玻尔兹曼方程/191.3.3 玻尔兹曼H定理/231.3.4 麦克斯韦VDF/261.3.5 平衡碰撞属性/311.3.6 朝向壁面的自由分子流/341.3.7 基于动理学的非平衡流动分析/411.3.8 自由分子流分析/441.4 小结/471.5 习题/47第2章 量子力学 502.1 引言/502.2 量子力学/502.2.1 海森堡不确定性原理/512.2.2 薛定谔方程/532.2.3 薛定谔方程的解/562.2.4 二粒子系统/582.2.5 转动和振动能/602.2.6 电子能级/632.3 原子结构/642.3.1 电子分类/642.3.2 角动量/652.3.3 光学项分类/662.3.4 激发态/682.4 双原子分子结构/692.4.1 玻恩 奥本海默近似/692.4.2 转动和振动能/722.4.3 激发态/742.5 小结/772.6 习题/77第3章 统计力学 793.1 引言/793.2 分子统计方法/793.3 能态分布/843.3.1 玻尔兹曼极限/863.3.2 玻尔兹曼能量分布/883.4 与热力学的关系/903.4.1 玻尔兹曼关系/913.4.2 宏观热力学量/923.5 配分函数/943.5.1 平动能/943.5.2 内部结构/983.5.3 单原子气体/993.5.4 双原子气体/1023.6 离解 复合系统/1063.7 小结/1093.8 习题/109第4章 有限速率过程 1134.1 引言/1134.2 平衡过程/1144.2.1 振动能/1144.2.2 化学平衡/1154.2.3 平衡常数/1184.2.4 平衡组分/1194.3 振动弛豫/1204.4 有限速率化学反应/1234.4.1 速率系数/1274.4.2 内能的影响/1294.4.3 离解速率的计算/1324.4.4 有限速率弛豫/1344.5 小结/1374.6 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 1435.1 引言/1435.2 守恒方程组/1445.3 Chapman Enskog分析和输运特性/1495.3.1 BGK方程分析/1495.3.2 玻尔兹曼方程分析/1565.3.3 混合气体分析/1595.3.4 多原子混合气体的一般输运属性/1625.4 碰撞截面和输运属性计算/1665.4.1 碰撞截面/1675.4.2 硬球相互作用/1695.4.3 逆幂律相互作用/1705.4.4 一般原子间作用势/1725.5 小结/175第6章 直接模拟蒙特卡罗 1776.1 引言/1776.2 DSMC基本原理/1816.2.1 基本原则/1816.2.2 粒子运动与排序/1866.2.3 碰撞速率/1896.2.4 网格单元和粒子属性/1946.3 黏性、扩散和热传导模型/1956.3.1 可变硬球模型/1956.3.2 可变软球模型/2056.3.3 广义硬球、软球和LJ模型/2086.3.4 热传导系数/2136.3.5 模型参数化/2146.4 DSMC内能传递建模/2156.4.1 连续介质与分子模型/2156.4.2 碰撞后能量再分配/2166.4.3 非弹性碰撞对选择过程/2246.4.4 广义碰撞后能量再分配/2326.5 小结/237第7章 非平衡热化学模型 2387.1 引言/2387.2 转动能交换模型/2387.2.1 恒定碰撞数/2397.2.2 Parker模型/2397.2.3 Boyd的变概率交换模型/2407.2.4 非平衡方向依赖模型/2417.2.5 模型结果/2427.3 振动能交换模型/2447.3.1 恒定碰撞数/2447.3.2 Millikan White模型/2457.3.3 振动的量子化处理/2487.3.4 模型结果/2507.4 离解化学反应/2517.4.1 总碰撞能(TCE)模型/2517.4.2 离解反应后能量的再分配/2577.4.3 振动促进离解模型/2597.5 一般化学反应/2617.5.1 反应速率与平衡常数/2617.5.2 DSMC中的逆向反应速率/2657.5.3 三体复合反应/2697.5.4 反应后能量再分配及其一般实现/2717.5.5 反应流动的 DSMC 解/2747.6 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