第1章 緒論
1.1 計算機的發展和應用
1.1.1 計算機的發展歷程
1.1.2 微型計算機的發展
1.2 材料科學與工程的概念和內容
1.2.1 涵蓋的基本內容
1.2.2 材料的分類
1.2.3 材料的性能
1.2.4 基本要素
1.3 計算機在材料科學與工程中的應用簡介
1.3.1 計算機技術用於數值計算與模擬
1.3.2 計算機技術用於材料數據和圖像處理
1.3.3 計算機技術用於材料數據庫和知識庫
1.3.4 計算機技術用於材料設計
1.3.5 計算機技術用於材料性能表征與檢測
1.3.6 計算機網絡技術用於材料科學研究
第2章 數學模型及數值求解方法
2.1 數學模型的介紹
2.1.1 數學模型的含義
2.1.2 數學模型的分類
2.1.3 建立數學模型的一般步驟和原則
2.2 常用的數學建模方法
2.2.1 機理分析法
2.2.2 模擬方法
2.2.3 類比分析法
2.2.4 數據分析法
2.3 數學模型的求解方法
2.3.1 有限差分法
2.3.2 有限元法
思考題與上機操作題
第3章 材料科學研究中主要物理場的數值分析的模擬
3.1 應力場模型與計算
3.1.1 彈性力學基礎
3.1.2 應力場的有限元計算
3.1.3 工字懸臂梁撓曲變形的模型建立與計算
3.1.4 開孔矩形板受荷載作用變形的模型建立與計算
3.2 溫度場模型與計算
3.2.1 熱傳遞的基本方式與導熱微分方程
3.2.2 初始條件與邊界條件
3.2.3 二維穩態導熱問題的有限差分求解
3.2.4 非穩態導熱問題的有限差分求解
3.2.5 有限元法求解
3.2.6 發電廠煙囪溫度分布模型的建立與計算
3.2.7 短圓柱體熱傳導過程的模型建立與計算
3.3 濃度場模型與計算
3.3.1 擴散控制模型
3.3.2 有限元求解
3.3.3 半無限長鋼板碳擴散情況的模型建立與計算
3.3.4 Hydrus介紹與實例
思考題與上機操作題