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等離子體和等離子體動力學導論——及等離子體物理在空間推進、磁聚變和空間物理中的應 版權信息
- ISBN：9787030753960
- 條形碼：9787030753960 ; 978-7-03-075396-0
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
等離子體和等離子體動力學導論——及等離子體物理在空間推進、磁聚變和空間物理中的應 內容簡介
本書是一本有關電離氣體/等離子體和等離子體動理學方面的導論性的教材，基于物理概念、直接數學推導和數值仿真提供指導論述，在涉及等離子體研究和應用方面，使讀者就相關的物理基礎、技術應用和問題解釋獲得全面的了解。本書主要包括三個部分：**部分為物理基礎，主要講述氣體動理學知識、分子的能量分布、氣體電離及電磁學的基本知識；第二部分為等離子體概念和行為，主要講述等離子體參數和相互作用、粒子軌道理論、等離子體宏觀方程、等離子體的磁流體動力學行為、等離子體的動理學行為和等離子體的數值仿真方法；第三部分為等離子體物理應用，主要講述等離子體加速和能量轉換、等離子體空間推進裝置、磁壓縮和加熱、等離子體的波加熱、磁約束聚變等離子體和空間環境等離子體。
等離子體和等離子體動力學導論——及等離子體物理在空間推進、磁聚變和空間物理中的應 目錄
目錄前言符號表**部分 物理基礎第1章 等離子體和等離子體裝置 0031.1 引言 0031.2 自然界中的等離子體 0041.2.1 概述 0041.2.2 太陽等離子體 0041.3 實驗室/裝置應用中的等離子體 0051.3.1 概述 0051.3.2 等離子體裝置分類 005參考文獻 006習題 006第2章 氣體動理學理論 0082.1 引言 0082.2 動理學理論基本假設 0082.3 壓強、溫度和內能 0092.4 動理學理論和輸運過程 0122.4.1 粒子碰撞 0122.4.2 輸運現象（黏性、傳導、擴散） 0132.5 平衡狀態動理學理論的數學表達式 0182.5.1 分布函數和平均值 0182.5.2 速度和速度（矢量）分布函數 0192.5.3 速度的平均值 023參考文獻 026習題 026第3章 分子能量分布和氣體電離 0283.1 引言 0283.2 分子能量 0283.2.1 能量分布函數 0283.2.2 分子能量計算 0293.2.3 配分函數和能量評估 0303.2.4 高溫空氣的平衡組分 0343.2.5 高溫氣體性能概述 0383.2.6 凍結流的定義及對氣體特性影響 0393.2.7 化學動力學——質量作用定律 0413.3 氣體電離 0423.3.1 引言 0423.3.2 原子結構和電子排列 0433.3.3 氣體的電離 0443.3.4 電離過程 0453.3.5 電離（電子）損耗機制 0483.3.6 等離子體的輻射（能量）損失 0483.3.7 氣體平衡電離——Saha方程 049參考文獻 051習題 052第4章 電磁學 0544.1 引言 0544.2 電荷和電場——靜電學 0544.3 電流和磁場——靜磁學 0564.4 電荷守恒 0574.5 Faraday定律 0594.6 Ampere定律 0594.7 Maxwell方程 0604.8 附加磁場產生的力和電流 0604.8.1 力0604.8.2 電流傳導——電導率和Ohm定律 0614.8.3 電導率的計算 0614.8.4 等離子體的介電特性 0634.9 氣體放電中的等離子體行為 0634.9.1 引言 0634.9.2 放電形成 0634.9.3 電場中的電離過程 0644.9.4 高頻氣體放電中的電離 0654.10 Maxwell方程的應用 0674.10.1 閉環磁探針 0674.10.2 磁箍縮和磁探針響應 068參考文獻 069習題 069第二部分 等離子體概念和行為第5章 等離子體參數及相互作用 0735.1 引言 0735.2 外界參數 0735.3 粒子（碰撞）參數 0735.4 鞘層結構及其效應 0735.5 等離子體振蕩和等離子體頻率 0755.6 磁場的相關參數 0775.7 Langmuir探針中的靜電粒子收集 077參考文獻 081習題 082第6章 粒子軌道理論 0836.1 引言 0836.2 定常勻強磁場區域內帶電粒子的運動 0846.3 帶電粒子在均勻電場與磁場下的運動 0866.4 帶電粒子在非均勻磁場中的運動 0896.5 帶電粒子在磁場中的曲率漂移 0916.6 帶電粒子在隨時間變化磁場中的運動 0926.7 帶電粒子在磁鏡中的運動 0946.8 絕熱不變量 096參考文獻 097習題 097第7章 等離子體宏觀方程 1027.1 引言 1027.2 電磁場的能量與動量傳遞 1027.3 磁流體力學中的守恒方程 1057.4 磁流體力學中的單流體方程 1107.5 磁流體約化 1157.6 相似參數 117參考文獻 119習題 119第8章 磁流體動力學——等離子體的流動行為 1228.1 引言 1228.2 連續等離子體動力學的基本方程 1228.3 等離子體與等離子體裝置中的輸運效應 1238.3.1 粒子橫跨磁場的擴散過程 1238.3.2 雙極擴散 1248.3.3 能量平衡 1258.3.4 磁場對輸運過程的影響 1268.3.5 反常輸運 1278.4 等離子體中的磁場動力學 1288.4.1 等離子體中的磁擴散效應 1288.4.2 等離子體中的磁對流項 1298.4.3 對流項與擴散參數的定義 1318.5 磁流體靜力學 1328.5.1 等離子體流體中的磁壓 1338.5.2 流體與等離子體結構平衡 1348.6 磁流體穩定性 1368.6.1 MHD穩定性的物理考量 1368.6.2 MHD擾動分析 1388.7 等離子體波——擾動的傳播 1428.7.1 電磁波的色散和截至現象 1438.7.2 離子聲波 1438.7.3 垂直于B的縱向電子振蕩 1448.7.4 垂直于B的縱向離子振蕩 1458.7.5 Alfven波——磁擾動沿磁場方向的傳播 1458.8 等離子體中的流體波和激波 1488.8.1 可壓縮等離子體介質中的波 1488.8.2 激波的形成與等離子體流動效應 1588.8.3 激波的結構 1738.8.4 等離子體激波物理的拓展回顧 174參考文獻 177習題 178第9章 等離子體的動理學行為分析導論 1809.1 等離子體的動理學描述 1809.2 關于粒子密度分布函數的Boltzmann方程和Vlasov方程 1819.3 Vlasov方程與MHD方程的關系 1829.4 等離子體波動行為的動理學分析 1839.4.1 復雜等離子體中的電子波 1859.4.2 電磁場橫波 1869.5 粒子碰撞模型 1879.5.1 Boltzmann碰撞積分 1879.5.2 Krook碰撞算子 1889.5.3 FokkerPlanck碰撞項 188參考文獻 189習題 189第10章 等離子體的數值仿真及應用概述 19010.1 引言 19010.2 MHD仿真 19010.2. 1MHD模型處理方法 19010.2.2 MHD的求解方法 19210.2.3 邊界條件設置和計算結果示例 19510.3 粒子網格仿真 20110.3.1 PIC方法及粒子碰撞概述 20110.3.2 時間步長和網格劃分 20210.3.3 粒子的受力與運動 20310.3.4 等離子體碰撞/無碰撞處理 20510.3.5 邊界條件和粒子入射條件 20810.3.6 加速方法的應用 21010.3.7 仿真程序的驗證和應用算例 21210.4 粒子流體混合仿真 21510.4.1 概述 21510.4.2 粒子流體混合模型和仿真方法 21510.5 動理學仿真手段 21910.5.1 基于相空間分裂的半拉格朗日型方程方案 22010.5.2 無分裂的歐拉方程型網格方案 221參考文獻 223習題 225第三部分 等離子體物理應用第11章 等離子體加速與能量轉換 22911.1 引言 22911.2 穩態一維通道流動 22911.3 黏性作用下的磁流體通道流動 23111.4 超聲速氣體電磁加速的通道流動 24011.5 等離子體相互作用在流動控制中的應用 242參考文獻 243第12章 等離子體推力器 24512.1 引言 24512.2 影響等離子體動量和能量的電磁項 24512.3 脈沖等離子體推力器 24612.4 磁等離子體推力器和附加場磁等離子體推力器 25012.5 離子推力器（靜電加速） 25612.6 Hall推力器（靜電及電磁加速） 261參考文獻 264第13章 磁壓縮和加熱 26713.1 引言 26713.2 動力學（θ）箍縮 26713.3 沿磁力線的等離子體流動（考慮碰撞） 275參考文獻 277第14章 波加熱等離子體 27914.1 引言 27914.2 等離子體波加熱 27914.3 無碰撞加熱——Landau阻尼 28014.4 空間推進裝置中的等離子體波加熱 28314.4.1 可變比沖磁等離子體動力火箭的概念 28314.4.2 無碰撞磁膨脹過程中的等離子體邊界損失 28414.5 等離子體的激光加熱（θ箍縮） 286參考文獻 289第15章 磁約束聚變等離子體 29015.1 引言 29015.2 Z箍縮——等離子體參數及裝置發展 29115.3 附加環形場構型——等離子體參數和裝置發展 29515.3.1 托卡馬克 29615.3.2 反場箍縮 29815.3.3 仿星器 29915.4 緊湊型環流器——等離子體參數及裝置發展 30115.4.1 場反位型 30215.4.2 球馬克 30415.5 反應堆概念描述 306參考文獻 307第16章 空間等離子體環境與等離子體動力學 31016.1 引言 31016.2 太陽風與地磁等離子體流 31116.3 地球物理磁層與弓激波 31416.4 太陽風與磁層耦合 31816.5 地球的電離層區 32016.6 空間等離子體實驗 322參考文獻 323附錄A 單位制換算對照表 325附錄B 高斯積分公式 327習題 參考答案 328
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