具体描述
《塑性成形工艺及设备》包括模段、冲压、注塑及塑性成形设置四大部分。模锻部分概述了模锻工艺的作用、分类及模锻生产流程，并着重讲述开式模锻工艺及锻模设计，其次讲述闭式模锻工艺分析及模具设计要点，精密模锻工艺及模具设计特点；冲压部分介绍了冲压基本理论，冲裁、拉伸工艺分析、计算及模具设计，常用冲压成形材料及成形性能分析，现代冲压成形工程；注塑部分介绍了塑料注射成形的工艺及模具的结构，注射模的浇注系统、成型部件设计及冷却系统的工艺计算。设计原则和结构形式；塑性成形设备部分介绍了塑性成形设备的工作原理、基本结构和主要技术参数。
《塑性成形工艺及设备》可供高等院校材料成形与控制工程专业的学生使用，也可供机类专业学生和从事锻压生产与科学研究工作的工程技术人员参考。
现代材料科学与工程系列：高级计算流体力学在复杂系统中的应用 图书简介 本书深入探讨了现代计算流体力学（CFD）在解决极端复杂、多尺度、多物理场耦合工程问题中的前沿技术与实际应用。聚焦于传统数值方法难以精确描述的非线性现象和系统级行为，本书旨在为高级研究人员和资深工程师提供一套系统化、高阶的理论框架与实战指南。 第一部分：多尺度与多物理场耦合理论基础 本部分首先回顾了连续介质力学和数值方法的核心假设，随后迅速过渡到复杂系统的建模挑战。 第一章：非牛顿流体与湍流模型的精炼 本章详细分析了高剪切速率、非线性粘弹性以及剪切稀化等流体行为对传统Navier-Stokes方程带来的修正需求。重点讲解了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型在高保真度需求下的局限性，并深入剖析了诸如大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在处理极端湍流结构（如冲击波与湍流边界层的相互作用）时的计算需求与误差源。特别引入了基于各向异性湍流理论的先进亚格子模型（Subgrid Scale Models），这些模型通过引入与局部流动结构相关的张量参数，显著提高了湍流能量耗散率的预测精度。 第二章：热-固-流耦合的非等温边界层分析 在许多高能物理过程（如超燃冲压发动机内部流动、先进核反应堆冷却回路）中，流体与固体结构的热交换及由此引发的材料热应力是决定系统稳定性的关键。本章阐述了实现流体动力学（FDM/FEM）与固体力学（FEM）的完全耦合（Fully Coupled）方法。我们着重讨论了交界面（Interface）的无缝信息传递策略，包括使用浸入边界法（Immersed Boundary Method, IBM）处理剧烈运动的固体边界，以及如何通过迭代或松弛技术解决热传导方程与动量方程在耦合求解过程中的时间步长约束问题。引入了相场模型（Phase-Field Models）来模拟在极端热载荷下的微观组织演变对宏观流动特性的影响。 第三部分：高级数值算法与高性能计算实现 现代复杂流体问题的求解严重依赖于高效的并行计算架构。本部分聚焦于算法层面的优化与大规模计算平台的适配。 第三章：高阶精度空间离散与时间积分方案 本书强调了超越标准有限体积法的精度需求。详细介绍了谱方法（Spectral Methods）、有限元-谱元方法（FE/Spectral Element Methods）在保持全局光滑解精度方面的优势。在时间推进方面，针对耦合系统的刚性问题（Stiffness），系统性地比较了隐式-显式（IMEX）Runge-Kutta方案和基于线性多步法的预测-校正策略，特别关注了如何优化这些方案以适应GPU和异构计算架构。引入了基于非线性预处理的牛顿迭代法在求解瞬态非线性系统时的收敛性加速技术。 第四章：网格生成、适应性细化与不规则几何处理 复杂工程几何体（如多孔介质、复杂叶轮机械内部通道）的网格质量直接制约了CFD的准确性。本章超越了传统的结构网格和简单的非结构化网格划分，重点讲解了基于泊松方程和拉普拉斯平滑的优质网格生成技术。核心内容在于四维（4D）时变几何的动态网格重构，即在模拟过程中实时适应流动前沿（如燃烧波传播、液体破碎）所需的网格增删与平滑。讨论了在笛卡尔坐标系中高效处理复杂曲面边界的边界元方法（BEM）的集成策略。 第三部分：前沿应用领域深度解析 本部分通过具体案例，展示了上述理论和算法在解决尖端科学工程问题中的实际效能。 第五章：微纳尺度流动与颗粒输运的Boltzmann-Navier-Stokes耦合 在微电子制造和生物医学工程中，流体尺度进入了过渡区或自由分子流。本章探讨了如何使用玻尔兹曼方程（Boltzmann Equation）的矩展开（如Chapman-Enskog理论）来描述小尺度效应，并将其与宏观Navier-Stokes方程进行界面耦合。特别关注了稀疏气体动力学中的离散范德华力（Van der Waals forces）对颗粒团聚和表面润湿行为的影响。 第六章：复杂界面动力学：自由表面流与相变 本书最后聚焦于涉及多个流体相（气-液、液-液、气-固）界面的复杂动力学。深入分析了水平集方法（Level Set Method）、体积平均法（Volume of Fluid, VOF）以及动量守恒型的耦合界面追踪算法（如基于光滑粒子流体力学SPH的界面描述）。实例将涵盖极端条件下的液滴破碎、雾化过程的详细三维重建，以及涉及气化或凝结的相变边界的精确追踪与能量平衡计算。 读者对象： 本书面向具有扎实的流体力学、数值分析和高等数学背景的研究生、博士后研究人员，以及在航空航天、能源、先进制造和生物工程领域从事高精度数值模拟的资深工程师。阅读本书需要对张量分析和偏微分方程有深入理解。 本书特色： 本书的价值在于提供了一套完整的、可应用于高性能计算集群上的高级算法库设计思路，而非仅仅停留在理论公式的推导。所有的算法讨论均紧密围绕大规模并行化和计算效率展开，强调如何将数学上的最优解转化为工程实践中可行的、高保真度的数值解决方案。
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