颗粒介质运动问题是广泛存在于航空航天、现代化工、生态环境、地质灾害、材料加工乃至社会科学等各个领域中的一大类科学问题，对该问题进行研究具有重要的科学价值和实际意义。 由颗粒介质组成的复杂系统在不同外界条件下通常表现出复杂多样的流动行为，如何有效描述这些复杂流动行为是学术界一直努力寻求的目标。本书即针对这一问题，论述一种全新的描述颗粒介质的类固、类液、类气以及离散惯性态等全部相态的理论、模型和数值模拟方法。全书共分十一章：绪论、浓密颗粒介质的弹-黏-塑性本构理论、颗粒介质的全相态理论、液体中悬浮颗粒介质理论、浓密颗粒介质模拟的SDPH方法、稀疏颗粒流模拟的SDPH方法、超稀疏颗粒流模拟的离散单元法、颗粒介质全相态模拟的SDPH-DEM耦合方法、液体-颗粒两相流模拟的SPH-SDPH-DEM耦合方法、颗粒介质边界力施加方法以及颗粒介质全相态理论及方法在工程中的应用。本书叙述简明扼要，重点突出。 本书适用于高年级的本科生和研究生、在工程和科学方面的研究人员和专业人员使用。本书所论述的方法和应用对于在颗粒介质和计算流体力学领域中进行研究的力学、工程热物理、航空和航天、化工等专业的学生、工程师、研究人员来说实用性较高。

丛书序
前言
第1章 绪论
1.1 颗粒介质问题研究的重要性
1.2 认识颗粒介质及其多相态性
1.2.1 颗粒介质
1.2.2 颗粒介质的性质
1.2.3 颗粒介质问题所涉及的领域
1.2.4 颗粒介质的相态表征
1.3 颗粒介质的相态表征理论研究现状
1.3.1 颗粒介质的单一相态表征理论研究现状
1.3.2 颗粒介质的多相态表征理论研究现状
1.4 颗粒介质的数值模拟方法研究现状
1.4.1 模拟颗粒介质的网格法研究现状
1.4.2 模拟颗粒介质的轨道追踪法研究现状
1.4.3 模拟颗粒介质的物质点法研究现状
1.4.4 模拟颗粒介质的光滑粒子流体动力学方法研究现状
1.5 颗粒介质的全相态理论与数值实现方法介绍
1.5.1 关于“颗粒介质全相态”
1.5.2 颗粒介质全相态理论简介
1.5.3 颗粒介质全相态数值模拟方法简介
1.6 本书内容安排
参考文献
第2章 浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论
2.1 引言
2.2 颗粒类固态的理想弹性塑性本构理论
2.3 颗粒类液态的黏性塑性本构理论
2.4 浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论
2.5 考虑内聚力的浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论
2.6 干、湿颗粒堆坍塌过程数值验证
2.7 小结
参考文献
第3章 颗粒介质的全相态理论
3.1 引言
3.2 稀疏颗粒流的动理学理论
3.2.1 颗粒动理学理论
3.2.2 考虑颗粒摩擦作用的颗粒动理学理论
3.3 超稀疏颗粒流的质点动力学理论
3.4 颗粒介质全相态的弹黏塑动理学质点动力学耦合理论
3.4.1 颗粒类固态与颗粒类液态之间的转化
3.4.2 颗粒类液态与颗粒类气态之间的转化
3.4.3 颗粒类气态与颗粒离散惯性态之间的转化
3.5 干颗粒物料沿壁面快速流动冲击壁面堆积过程数值验证
3.6 小结
参考文献
第4章 液体中悬浮颗粒介质理论
4.1 引言
4.2 密实悬浮液的体积分数主导流变学理论
4.2.1 密实悬浮液单相流理论模型
4.2.2 密实悬浮液液体颗粒两相流理论模型
4.3 密实悬浮液的应力主导流变学理论
4.4 考虑颗粒介质全相态的液体颗粒两相流理论
4.4.1 液体相守恒方程
4.4.2 颗粒相守恒方程
4.4.3 体积分数及物质属性确定方法
4.4.4 相间曳力模型
4.5 液体中颗粒堆坍塌的两相流数值模拟验证
4.6 小结
参考文献
第5章 浓密颗粒介质模拟的SDPH方法
5.1 引言
5.2 传统SPH理论
5.2.1 核函数积分插值
5.2.2 粒子近似
5.2.3 连续介质模型的SPH离散方法
5.2.4 SPH方程积分求解
5.3 新型SPH修正算法
5.3.1 完全拉格朗日SPH方法
5.3.2 SPH核函数及其梯度的修正近似
5.4 光滑离散颗粒流体动力学方法
5.4.1 SDPH方法基本思想
5.4.2 SDPH方法与传统SPH方法的区别
5.5 浓密颗粒介质弹黏塑性本构模型的SDPH离散
5.5.1 浓密颗粒介质类固态的完全拉格朗日形式的SDPH离散
5.5.2 浓密颗粒介质类液态的欧拉形式的SDPH离散
5.5.3 浓密颗粒介质类固态和类液态之间的粒子核转变
5.6 考虑内聚力浓密颗粒介质的人工应力方法
5.7 二维/三维单侧颗粒堆坍塌过程数值验证
5.8 倾斜壁面上颗粒堆坍塌过程数值验证
5.9 滚筒颗粒流问题数值验证
5.9.1 滚筒内无内聚力的干颗粒材料运动过程数值模拟
5.9.2 滚筒内黏结性颗粒周期性坍塌过程数值模拟
5.10 小结
参考文献
第6章 稀疏颗粒流模拟的SDPH方法
6.1 引言
6.2 稀疏颗粒流模拟的SDPH方法
6.3 气体颗粒两相流模拟的SDPHFVM耦合方法
6.3.1 气体相求解的FVM方法
6.3.2 SDPHFVM耦合框架
6.3.3 SDPHFVM耦合算法流程
6.4 考虑颗粒蒸发、燃烧过程的SDPHFVM耦合方法
6.5 考虑颗粒碰撞聚合、破碎过程的SDPHFVM耦合方法
6.6 算例验证
6.6.1 燃料空气炸药爆炸抛撒成雾过程数值模拟
6.6.2 云雾团燃烧爆炸过程数值模拟
6.7 小结
参考文献
第7章 超稀疏颗粒流模拟的离散单元法
7.1 引言
7.2 离散单元法简介
7.2.1 离散单元法的起源
7.2.2 离散单元法的发展历史
7.2.3 离散单元法求解问题的基本思想及定义
7.3 离散单元法基本原理
7.3.1 离散化模型
7.3.2 运动描述
7.3.3 运动方程求解
7.3.4 接触发现算法
7.3.5 时间步长确定
7.3.6 算法流程
7.4 离散单元法的主要接触模型
7.4.1 无滑动接触力模型
7.4.2 无滑动滚动摩擦接触力模型
7.4.3 考虑黏结的接触力模型
7.4.4 考虑内聚力的接触力模型
7.5 小结
参考文献
第8章 颗粒介质全相态模拟的SDPHDEM耦合方法
8.1 引言
8.2 浓密颗粒介质数值方法与稀疏颗粒介质数值方法之间算法的转化
8.2.1 由浓密颗粒介质算法向稀疏颗粒介质算法转化的原则