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等離子體和等離子體動力學(xué)導(dǎo)論——及等離子體物理在空間推進(jìn)、磁聚變和空間物理中的應(yīng) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030753960
- 條形碼：9787030753960 ; 978-7-03-075396-0
- 裝幀：平裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
等離子體和等離子體動力學(xué)導(dǎo)論——及等離子體物理在空間推進(jìn)、磁聚變和空間物理中的應(yīng) 內(nèi)容簡介
本書是一本有關(guān)電離氣體/等離子體和等離子體動理學(xué)方面的導(dǎo)論性的教材，基于物理概念、直接數(shù)學(xué)推導(dǎo)和數(shù)值仿真提供指導(dǎo)論述，在涉及等離子體研究和應(yīng)用方面，使讀者就相關(guān)的物理基礎(chǔ)、技術(shù)應(yīng)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(chǔ)，主要講述氣體動理學(xué)知識、分子的能量分布、氣體電離及電磁學(xué)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(shù)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(xué)行為、等離子體的動理學(xué)行為和等離子體的數(shù)值仿真方法；第三部分為等離子體物理應(yīng)用，主要講述等離子體加速和能量轉(zhuǎn)換、等離子體空間推進(jìn)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(huán)境等離子體。
等離子體和等離子體動力學(xué)導(dǎo)論——及等離子體物理在空間推進(jìn)、磁聚變和空間物理中的應(yīng) 目錄
目錄前言符號表**部分 物理基礎(chǔ)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(shí)驗(yàn)室/裝置應(yīng)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(xiàn) 006習(xí)題 006第2章 氣體動理學(xué)理論 0082.1 引言 0082.2 動理學(xué)理論基本假設(shè) 0082.3 壓強(qiáng)、溫度和內(nèi)能 0092.4 動理學(xué)理論和輸運(yùn)過程 0122.4.1 粒子碰撞 0122.4.2 輸運(yùn)現(xiàn)象（黏性、傳導(dǎo)、擴(kuò)散） 0132.5 平衡狀態(tài)動理學(xué)理論的數(shù)學(xué)表達(dá)式 0182.5.1 分布函數(shù)和平均值 0182.5.2 速度和速度（矢量）分布函數(shù) 0192.5.3 速度的平均值 023參考文獻(xiàn) 026習(xí)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(shù) 0283.2.2 分子能量計(jì)算 0293.2.3 配分函數(shù)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(jié)流的定義及對氣體特性影響 0393.2.7 化學(xué)動力學(xué)——質(zhì)量作用定律 0413.3 氣體電離 0423.3.1 引言 0423.3.2 原子結(jié)構(gòu)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(jī)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(xiàn) 051習(xí)題 052第4章 電磁學(xué) 0544.1 引言 0544.2 電荷和電場——靜電學(xué) 0544.3 電流和磁場——靜磁學(xué) 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(chǎn)生的力和電流 0604.8.1 力0604.8.2 電流傳導(dǎo)——電導(dǎo)率和Ohm定律 0614.8.3 電導(dǎo)率的計(jì)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(yīng)用 0674.10.1 閉環(huán)磁探針 0674.10.2 磁箍縮和磁探針響應(yīng) 068參考文獻(xiàn) 069習(xí)題 069第二部分 等離子體概念和行為第5章 等離子體參數(shù)及相互作用 0735.1 引言 0735.2 外界參數(shù) 0735.3 粒子（碰撞）參數(shù) 0735.4 鞘層結(jié)構(gòu)及其效應(yīng) 0735.5 等離子體振蕩和等離子體頻率 0755.6 磁場的相關(guān)參數(shù) 0775.7 Langmuir探針中的靜電粒子收集 077參考文獻(xiàn) 081習(xí)題 082第6章 粒子軌道理論 0836.1 引言 0836.2 定常勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)帶電粒子的運(yùn)動 0846.3 帶電粒子在均勻電場與磁場下的運(yùn)動 0866.4 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)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(yùn)動 0926.7 帶電粒子在磁鏡中的運(yùn)動 0946.8 絕熱不變量 096參考文獻(xiàn) 097習(xí)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(xué)中的守恒方程 1057.4 磁流體力學(xué)中的單流體方程 1107.5 磁流體約化 1157.6 相似參數(shù) 117參考文獻(xiàn) 119習(xí)題 119第8章 磁流體動力學(xué)——等離子體的流動行為 1228.1 引言 1228.2 連續(xù)等離子體動力學(xué)的基本方程 1228.3 等離子體與等離子體裝置中的輸運(yùn)效應(yīng) 1238.3.1 粒子橫跨磁場的擴(kuò)散過程 1238.3.2 雙極擴(kuò)散 1248.3.3 能量平衡 1258.3.4 磁場對輸運(yùn)過程的影響 1268.3.5 反常輸運(yùn) 1278.4 等離子體中的磁場動力學(xué) 1288.4.1 等離子體中的磁擴(kuò)散效應(yīng) 1288.4.2 等離子體中的磁對流項(xiàng) 1298.4.3 對流項(xiàng)與擴(kuò)散參數(shù)的定義 1318.5 磁流體靜力學(xué) 1328.5.1 等離子體流體中的磁壓 1338.5.2 流體與等離子體結(jié)構(gòu)平衡 1348.6 磁流體穩(wěn)定性 1368.6.1 MHD穩(wěn)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(xiàn)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(zhì)中的波 1488.8.2 激波的形成與等離子體流動效應(yīng) 1588.8.3 激波的結(jié)構(gòu) 1738.8.4 等離子體激波物理的拓展回顧 174參考文獻(xiàn) 177習(xí)題 178第9章 等離子體的動理學(xué)行為分析導(dǎo)論 1809.1 等離子體的動理學(xué)描述 1809.2 關(guān)于粒子密度分布函數(shù)的Boltzmann方程和Vlasov方程 1819.3 Vlasov方程與MHD方程的關(guān)系 1829.4 等離子體波動行為的動理學(xué)分析 1839.4.1 復(fù)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(xiàng) 188參考文獻(xiàn) 189習(xí)題 189第10章 等離子體的數(shù)值仿真及應(yīng)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(shè)置和計(jì)算結(jié)果示例 19510.3 粒子網(wǎng)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(wǎng)格劃分 20210.3.3 粒子的受力與運(yùn)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(yīng)用 21010.3.7 仿真程序的驗(yàn)證和應(yīng)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(xué)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(wǎng)格方案 221參考文獻(xiàn) 223習(xí)題 225第三部分 等離子體物理應(yīng)用第11章 等離子體加速與能量轉(zhuǎn)換 22911.1 引言 22911.2 穩(wěn)態(tài)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(yīng)用 242參考文獻(xiàn) 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(xiàng) 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(xiàn) 264第13章 磁壓縮和加熱 26713.1 引言 26713.2 動力學(xué)（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(xiàn) 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(jìn)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(xiàn) 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(shù)及裝置發(fā)展 29115.3 附加環(huán)形場構(gòu)型——等離子體參數(shù)和裝置發(fā)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(huán)流器——等離子體參數(shù)及裝置發(fā)展 30115.4.1 場反位型 30215.4.2 球馬克 30415.5 反應(yīng)堆概念描述 306參考文獻(xiàn) 307第16章 空間等離子體環(huán)境與等離子體動力學(xué) 31016.1 引言 31016.2 太陽風(fēng)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(fēng)與磁層耦合 31816.5 地球的電離層區(qū) 32016.6 空間等離子體實(shí)驗(yàn) 322參考文獻(xiàn) 323附錄A 單位制換算對照表 325附錄B 高斯積分公式 327習(xí)題 參考答案 328
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