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《绿色络合催化》内容简介：化学是中心科学，是研究物质变化规律及相互转化的科学，它联系自然科学的方方面面。传统的化工生产为人类生活提供了源源不断的能源和物质基础，但也给人类带来了一些不容忽视的负面效应。在污染的源头防止污染的产生，走可持续发展的道路，发展绿色化学才能从根本上消除环境污染。
好的，这是一份关于一本名为《微观尺度下的流体动力学与热量传递》的图书简介，内容详实，不涉及您提供的书名信息： 《微观尺度下的流体动力学与热量传递》 内容概述 本书深入探讨了在微米及纳米尺度下，流体流动和热量传递现象所表现出的复杂行为及其背后的物理机制。不同于宏观尺度的连续介质理论，微纳尺度下的物理过程受到分子间作用力、表面效应以及量子效应的显著影响，使得传统的描述方法面临挑战。本书旨在为研究人员、工程师和高年级学生提供一个全面且严谨的理论框架和计算工具集，以理解和预测这些尺度下的传热传质现象。 全书结构清晰，从基础的分子动理学理论出发，逐步过渡到复杂的多尺度模型构建。内容涵盖了从稀薄气体（如真空技术和微型喷气推进）到多相流体（如微流控芯片中的液滴操作）的广泛应用领域。 第一部分：微观流体动力学基础 本部分聚焦于微纳尺度下的流体运动规律。传统流体力学的核心是纳维-斯托克斯方程，但在低雷诺数和高克努德森数的条件下，这些方程的适用性受到限制。 第一章：分子动理学与玻尔兹曼方程 详细阐述了气体分子运动的统计描述，重点介绍玻尔兹曼方程的建立和求解。讨论了稀薄气体效应，包括气体与固体表面的非弹性碰撞模型（如反射系数的设定）对宏观流动行为（如切应力和热导率）的影响。引入了伯格斯模型和哈特曼-古鲁模型，用于分析低密度气体流动中的滑移边界条件。 第二章：介观尺度下的流体力学模型 本章深入探讨了连接分子动力学（MD）和连续介质模型的介观方法。详细介绍了格子玻尔兹曼方法（LBM）的原理、格子模型的选择（如D2Q9、D3Q19模型）及其在复杂几何结构中的应用。重点讨论了LBM如何有效处理多孔介质内的流动，以及如何将非均匀边界条件和热边界条件纳入框架。此外，还引入了径向基函数配置法（RBF）在处理高维非线性流体问题中的优势。 第三章：表面效应与界面动力学 微纳系统中，固体壁面与流体的相互作用是决定流动特性的关键。本章分析了范德华力、静电力在流体驱动中的作用。详细探讨了电润湿现象在微流控中的应用，包括电润湿驱动液滴运动的理论模型。对于液体在固体表面的润湿性，提出了基于表面能的动态接触角模型，并讨论了毛细管力在微通道中的主导作用。 第二章：微纳尺度热量传递机制 本部分将重点放在了热量如何在微小空间内进行有效传递，特别是在固-液、固-气界面上的热边界行为。 第四章：非平衡态热力学与分子热传导 在微纳尺度，热量传递往往是非平衡态的。本章从能量方程的分子视角出发，探讨了热流与温度梯度的关系。引入了傅里叶定律在微尺度下的修正形式，讨论了热导率的尺寸效应。重点介绍了基于分子动力学模拟的非平衡态热力学方法，如非平衡态分子动力学（NEMD）在计算界面热导（Kapitza电阻）中的应用。 第五章：界面热阻与热边界条件 界面热阻是微纳器件中限制性能的关键因素。本章详述了声子散射理论在固体界面热阻计算中的应用，包括声子传输矩阵方法（TMM）和声子玻尔兹曼方程的数值解。对于固-液界面，讨论了浸入式流动中热边界层的发展，以及如何通过表面粗糙度或化学修饰来调控热边界条件。 第六章：热辐射在微腔中的作用 在某些微纳环境中，尤其是在真空或高温条件下，热辐射成为不可忽视的热传递模式。本章分析了当物体尺寸接近或小于辐射波长时，经典黑体辐射定律的局限性。介绍了基于电磁场理论的菲涅耳积分公式，用于计算具有特定光谱吸收和发射特性的微结构表面的净辐射热流。 第三部分：多物理场耦合与应用案例 本部分将前述的流体动力学和热量传递原理应用于实际的微纳工程问题，重点关注耦合效应。 第七章：微尺度传热传质耦合模型 探讨了流体流动、热量传递与质量传递（扩散）之间的相互耦合。例如，在微流控反应器中，温度梯度引起的密度变化（热对流）如何影响溶质的扩散速率。引入了基于有限体积法（FVM）的数值模拟技术，用于求解耦合的能量和质量输运方程组，并着重讨论了湍流在微通道中的抑制现象。 第八章：微纳流体驱动技术 本章聚焦于如何利用微观效应驱动流体。详细介绍了基于电场、磁场、温度梯度（塞克效应）驱动流体的机制。重点分析了微泵和微混合器的设计原理，例如利用微腔内的电泳现象实现颗粒物的分离与富集，以及利用表面声波（SAW）驱动微液滴进行精确操作。 第九章：案例研究：微电子器件的冷却与热管理 将全书理论应用于实际工程问题。分析了芯片级封装中，微通道散热器的设计优化，包括如何利用相变传热（如微重力下的沸腾和冷凝）来应对高热流密度。讨论了纳米流体（Nanofluids）作为工质在微尺度热交换器中的潜力与挑战，特别是纳米颗粒对流体粘度和热导率的非线性影响。 总结与展望 本书在理论深度和计算实践上力求平衡，旨在帮助读者构建一个跨越分子、介观与连续介质尺度的统一认知。未来的研究方向，如基于深度学习的复杂微纳流动预测模型，以及量子效应在超低温流体中的体现，也将进行简要展望。 目标读者 本书适用于热能工程、流体力学、化学工程、材料科学等领域的博士研究生、博士后研究人员以及相关领域的工程师和科研工作者。阅读本书需要具备热力学、流体力学和基本的偏微分方程基础。
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