本书分卷Ⅰ和卷Ⅱ两部，对我国物理力学的科学发展以及相关领域近十年做出的成绩进行了简要的介绍，由几十位物理力学领域的专家撰写。卷Ⅰ包括绪论和三个主题：第一篇复杂流体物理力学，第二篇固体介质和表界面物理力学，第三篇高压物理力学。卷Ⅱ包括两个主题：第四篇激光物理力学，第五篇空间环境效应物理力学。
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目录
物理力学前沿·卷 I
序
第0章 绪论 1
参考文献 14
第一篇 复杂流体物理力学
第1章 高超声速非平衡流计算模拟研究进展 19
1.1 高超声速非平衡流研究背景 19
1.1.1 高超声速非平衡流概念 19
1.1.2 高超声速非平衡流动研究需求 20
1.1.3 高超声速非平衡流动模拟方法 22
1.2 高超声速非平衡流输运方程 26
1.2.1 广义Boltzmann方程的半经典描述 26
1.2.2 基于Chapman-Enskog展开方法的宏观输运方程推导 29
1.2.3 高超声速非平衡流宏观输运方程发展概况 32
1.3 DSMC方法研究进展 39
1.3.1 DSMC内能交换模型 39
1.3.2 化学模型 43
1.3.3 电离反应流动 51
1.3.4 高超声速非平衡流DSMC模拟软件 55
1.4 CFD方法研究进展 55
1.4.1 迎风数值通量函数 57
1.4.2 低耗散数值通量 58
1.4.3 隐式时间积分 61
1.4.4 测试算例——双锥流动 63
1.4.5 态态模型流场的CFD方程简化策略 66
1.4.6 高超声速非平衡流CFD软件 69
1.5 气体与表面相互作用模型 73
1.5.1 DSMC方法的气体与表面相互作用模型及其实现 75
1.5.2 CFD方法的气体与表面相互作用模型及其实现 80
1.5.3 非平衡流有限速率表面化学模型 91
1.5.4 模拟表面化学的计算化学手段 98
1.6 结束语 100
参考文献 100
第2章 以胶体模型体系研究奥斯特瓦尔德分步律的普适性 124
2.1 胶体粒子结晶过程中奥氏分步律的研究 126
2.2 胶体晶体经亚稳态的相变动力学 128
2.3 液态—亚稳态—稳态同时转变的理论模型与奥氏分步律普适性 130
2.4 结束语和展望 134
参考文献 135
第二篇 固体介质和表界面物理力学
第3章 多尺度物理力学 141
3.1 低维碳材料的力学性能与力电耦合 141
3.1.1 碳纳米管的力学性能与力电耦合 141
3.1.2 石墨烯的力学性能与力电耦合 145
3.2 石墨烯与六方氮化硼表面和界面结构性能调控 148
3.2.1 石墨烯表面结构与性能调控 148
3.2.2 六方氮化硼表面与界面性能调控 151
3.3 纳尺度受限空间内的分子输运和相变 153
3.3.1 碳纳米管一维通道内受限水链的输运 153
3.3.2 平板间二维空间内受限水的相变 156
3.4 低维晶体电子结构的应变调控 160
3.4.1 低维晶体电子结构的均匀应变调控 160
3.4.2 二维晶体磁性的应变调控 163
参考文献 164
第4章 界面基本力学问题的第一性原理计算研究 175
4.1 第一性原理密度泛函理论简介 176
4.2 异相界面 180
4.2.1 界面强度 181
4.2.2 界面能和界面相图 185
4.2.3 界面强度计算的应用实例 192
4.2.4 界面断裂韧性 202
4.2.5 界面诱发晶构转变 208
4.3 晶界 213
4.3.1 晶界结构模型 214
4.3.2 bcc-Fe晶界 215
4.4 结束语 228
参考文献 228
第5章 物理力学在铁电薄膜及其存储器当中的工程应用 236
5.1 铁电存储器的不可替代性 236
5.2 基于物理力学思想突破铁电存储器的瓶颈 238
5.3 铁电薄膜及其存储器的微结构设计 240
5.3.1 界面与应变在铁电薄膜微结构设计当中的应用 240
5.3.2 掺杂在铁电薄膜微结构设计当中的应用 252
5.4 微结构与宏观电学性能之间的关联 257
5.4.1 畴、畤壁与宏观性能之间的关联 257
5.4.2 缺陷与铁电薄膜及存储器失效之间的关联 260
5.4.3 铁电薄膜存储器的“器件多变量耦合关系” 263
5.5 在复杂环境下的服役和失效机理 265
5.6 结束语 270
参考文献 271
第三篇 高压物理力学
第6章 基于同步辐射的X射线成像技术在静高压研究中的应用 283
6.1 X射线成像基本原理和技术 284
6.2 高压下的研究应用 286
6.2.1 状态方程测量 286
6.2.2 地幔中铁的输运 289
6.2.3 相变演化及动力学过程 292
6.2.4 其他应用 294
6.3 结束语和展望 295
参考文献 295
第7章 磁驱动准等熵平面压缩和超高速飞片发射实验技术原理、装置及应用 299
7.1 基本原理 300
7.2 磁压加载准等熵压缩实验的数据处理方法 301
7.2.1 原位粒子速度近似方法 301
7.2.2 反向积分方法 303
7.3 磁驱动等熵压缩和高速飞片的实验装置 305
7.4 磁驱动等熵压缩实验 308
7.4.1 金属材料的等熵压缩实验 308
7.4.2 准等熵加载下材料动力学性能研究 311
7.4.3 磁驱动高速飞片和物态方程冲击压缩实验 313
7.5 磁驱动加载技术和实验的展望 316
参考文献 317
第8章 爆轰加载材料和结构动力学行为精密物理机制辨识和建模 322
8.1 爆轰加载壳体膨胀剪切断裂模拟的材料模型及计算方法 322
8.1.1“塑性峰”理论简洁直观，但掩盖了多种物理机制接续演化的事实 322
8.1.2 数值模拟中的对称条件设定，会轻易地屏蔽真实的物理主导机制 325
8.1.3 主导爆炸膨胀剪切行为的影响因素及材料性能库存变化的影响角色 327
8.2 爆轰驱动飞层界面与内层状态演化差异多尺度分析 328
8.3 滑移爆轰对碰区运动驱动参数和早期过程行为的精密诊断 331
参考文献 334
第9章 极端条件下液体结构和物性的实验研究进展 336
9.1 极端条件下液体研究 337
9.1.1 液体结构研究 337
9.1.2 液体密度测量 342
9.1.3 液体黏度测量 347
9.2 结束语 350
参考文献 350
第10章 金属材料在准等熵加载和冲击加载下的强度 357
10.1 单轴应变加载下固体材料的屈服强度 358
10.1.1 单轴应变加载下的主轴应力、偏应力及平均应力 358
10.1.2 单轴应变加载下固体材料的剪切模量和屈服强度 361
10.2 准等熵加载的特点 364
10.2.1 沿着准等熵线的声速 364
10.2.2 准等熵过程的应变及应变率 366
10.2.3 准等熵压缩线对等熵线的偏离 368
10.2.4 准等熵压缩状态位于屈服面上 369
10.3 测量屈服强度的双屈服面法 371
10.3.1 利用双屈服面法测量准等熵压缩下的屈服强度的原理 371
10.3.2 准等熵加载下的应力-应变路径和偏应力 375
10.3.3 利用双屈服面法测量冲击压缩下的屈服强度 378
10.3.4 冲击压缩状态不一定在屈服面上 379
10.4 结束语 384
参考文献 385
第11章 延性金属动态拉伸断裂的损伤演化研究 387
11.1 延性金属动态拉伸断裂的宏观响应研究 388
11.1.1 应变率对延性金属拉伸断裂的影响 388
11.1.2 应力幅值对延性金属拉伸断裂的影响 389
11.1.3 应力持续时间对延性金属拉伸断裂的影响 390
11.1.4 材料微结构对延性金属拉伸断裂的影响 391
11.2 材料动态拉伸断裂过程的损伤演化机理研究 392
11.2.1 损伤演化早期、中期，孔洞的形核和增长研究 392
11.2.2 损伤演化后期的孔洞聚集研究 393
11.3 材料动态拉伸断裂的损伤演化物理模型 395
11.4 结束语 398
参考文献 398
物理力学前沿·卷 II
第四篇 激光物理力学
第12章 高能光泵浦气体激光器研究进展 407
第13章 化学激光中的物理力学问题 433
第14章 高功率光纤激光研究进展 459
第15章 我国近期激光惯性约束聚变物理实验与诊断技术研究进展 512
第16章 激光干涉测量技术研究进展 544
第17章 光电探测系统与激光的相互作用机理 557
第18章 连续波激光与材料/结构的能量耦合研究 596
第五篇 空间环境效应物理力学
第19章 空间环境及其效应概述 637
第20章 空间载荷部件物理力学应用及进展 682
第21章 空间环境下流体力学与传热传质 768
第22章 空间碎片超高速撞击效应及防护技术 802
第23章 等离子体诱发航天器表面带电的作用机理 865
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