材料科學(xué)中數(shù)值模擬與計算內(nèi)容簡介

本書主要介紹材料科學(xué)中的數(shù)值模擬與計算問題，共分十章：前三章介紹數(shù)值模擬與計算所必需的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，包括線性方程組的求解方法，數(shù)值計算的有限差分法和有限元法；第四章到第七章介紹材料科學(xué)的數(shù)值模擬，包括鑄造過程、熱處理過程和焊接過程中的溫度場、應(yīng)力場和濃度場等問題；第八章和第九章介紹了相圖計算機的基本原理以及相關(guān)計算軟件；第十章介紹了量子力學(xué)計算與相關(guān)軟件Materials Studio的應(yīng)用。

第1章 常用計算方法

1.1 迭代法求解線性方程組

1.2 追趕法求解三對角線方程組

1.3 三次樣條插值函數(shù)

第2章 有限差分法

2.1 差分的含義與誤差

2.2 差分格式

2.3 不差分格式的比較

2.4 二維系統(tǒng)的差分

2.5 二維交替方向差分

第3章 有限單元法

3.1 有限單元法求解問題的思路與步驟

3.2 網(wǎng)絡(luò)剖分

3.3 溫度場的泛函

3.4 插值函數(shù)

3.5 單元分析

3.6 總體合成

第4章 凝固過程民組織的數(shù)值模擬

4.1 凝固過程溫度場的模擬

4.2 凝固組織的模擬

第5章 熱處理過程的數(shù)值模擬

5.1 熱處理過程數(shù)值模擬的特點

5.2 熱處理過程溫度、組織轉(zhuǎn)變和應(yīng)力的關(guān)系

5.3 組織轉(zhuǎn)變的數(shù)值模擬

5.4 熱處理過程應(yīng)力場模擬

5.5 熱處理過程模擬存在的問題與展望

第6章 濃度場的數(shù)值模擬

6.1 濃度與場溫度場、應(yīng)力場的關(guān)系

6.2 濃度場的控制方程

6.3 初始條件、邊界條件與移動邊界的處理

6.4 擴散系統(tǒng)

6.5 氣體滲碳過程數(shù)值模擬

6.6 高合金鋼固體滲碳的模擬

6.7 鋼件滲碳過程計算機模擬發(fā)展與展望

第7章 焊接過程的數(shù)值模擬

7.1 概述

……

第8章 相圖計算原理

第9章 相圖計算軟件及其應(yīng)用

第10章 量子力學(xué)計算與Materisal Studio的應(yīng)用

參考文獻

科學(xué)

PIC數(shù)值模擬方法，即Particle-In-Cell, 可用于分子原子尺度運動的計算機數(shù)值模擬，在等離子體研究等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 2100433B

油藏數(shù)值模擬方法是迄今為止定量地描述在非均質(zhì)地層中多相流體流動規(guī)律的惟一方法。例如許多常規(guī)方法要假定油層為圓形的均勻介質(zhì)，如油藏幾何形狀稍復(fù)雜一些，且為非均質(zhì)介質(zhì)，則求解非常困難，甚至無法求解。而對油氣藏數(shù)值模擬而言，計算形態(tài)復(fù)雜的非均質(zhì)油藏和計算簡單形態(tài)的均質(zhì)油藏工作量幾乎是一樣的。因此油藏數(shù)值模擬可解決其它方法不能解決的問題。對于其它方法能解決的問題，用數(shù)值模擬方法可以更快、更省、更方便、更可靠地解決，并增加其它分析方法的可信度。

一個油氣藏，在現(xiàn)實中只能開發(fā)一次。但應(yīng)用油藏數(shù)值模擬，可以很容易地重復(fù)計算不同開發(fā)方式的開發(fā)過程，因此人們可以從中選出最好的開發(fā)方法。

因此，對油藏工程師而言，數(shù)值模擬給動態(tài)分析提供了一種快速、精確的綜合性方法；對管理者而言，數(shù)值模擬提供了不同開采計劃的比較結(jié)果；對尚無經(jīng)驗的工程師而言，數(shù)值模擬則是有效的培訓(xùn)工具。