《近场动力学——理论、模型与应用》为“计算力学前沿丛书”之一。《近场动力学——理论、模型与应用》系统地论述了近场动力学的理论基础、建模方法、数值算法、软件技术和工程应用。《近场动力学——理论、模型与应用》共13章，包括：绪论、近场动力学的基本理论、键型近场动力学模型及其改进、键型近场动力学在有限元中的实现、近场动力学的显式动力学解法、常规态型近场动力学模型、非常规态型近场动力学模型、非常规态型近场动力学模型的改进、近场动力学方法与有限单元法的混合模型、非均匀离散的近场动力学模型与自适应分析、冲击侵彻与爆炸问题的近场动力学模拟、热传导与热-力耦合问题的近场动力学模拟和混凝土材料与结构破坏的近场动力学建模分析。此外，《近场动力学——理论、模型与应用》还安排了两个附录，附录A介绍了近场动力学微分算子；附录B给出了近场动力学的显式动力学算法FORTRAN源程序。
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目录
丛书序
序
前言
第1章绪论1
1.1引言1
1.2连续介质力学的局部理论与非局部理论3
1.3近场动力学的产生与发展6
1.4近场动力学的理论特点8
1.5近场动力学的研究现状9
1.5.1固体力学问题9
1.5.2流体力学问题18
1.5.3输运扩散问题19
1.5.4多物理场耦合问题20
1.5.5近场动力学与其他数值方法的混合建模与多尺度分析25
1.5.6近场动力学相关应用26
1.5.7近场动力学数理基础30
1.5.8近场动力学程序和软件研发30
1.6本书的主要内容31
参考文献35
第2章近场动力学的基本理论58
2.1变形描述58
2.1.1**连续介质力学的变形描述.58
2.1.2近场动力学的变形描述61
2.2受力描述与运动方程64
2.2.1**连续介质力学的受力描述与运动方程64
2.2.2近场动力学的受力描述与运动方程.66
2.3本构模型70
2.3.1键型近场动力学的力密度矢量.71
2.3.2常规态型近场动力学的力密度矢量.71
2.3.3非常规态型近场动力学的力密度矢量72
2.4非局部边界条件73
2.5守恒律的相容性条件75
2.5.1线动量守恒的相容性条件75
2.5.2角动量守恒的相容性条件76
2.5.3能量守恒的相容性条件77
2.6损伤与破坏：断键准则.78
参考文献81
第3章键型近场动力学模型及其改进.83
3.1本构模型及其线性化83
3.1.1键力密度函数的构建83
3.1.2键力密度函数的线性化86
3.2**微弹脆性模型88
3.2.1键力密度函数的具体形式88
3.2.2参数率定90
3.3**微弹脆性模型的改进95
3.3.1考虑长程力空间递减规律的修正.96
3.3.2考虑边界效应的修正98
3.4其他键型近场动力学模型100
3.4.1微梁模型100
3.4.2共轭键模型104
3.4.3另两种键型近场动力学模型简介111
参考文献112
第4章键型近场动力学在有限元中的实现114
4.1近场动力学强形式方程的杆单元法114
4.1.1基于杆单元离散的计算方法114
4.1.2基于ABAQUS软件的二次开发118
4.2近场动力学弱形式方程的非连续伽辽金有限元法121
4.2.1**连续介质力学微分方程的弱形式.121
4.2.2近场动力学积分方程的弱形式123
4.2.3空间离散与矩阵装配124
4.3键型近场动力学非连续伽辽金有限元法在LS-DYNA软件中的实现128
4.4数值算例分析131
4.4.1基于自编程序的近场动力学杆单元法算例131
4.4.2基于ABAQUS二次开发的近场动力学杆单元法算例132
4.4.3基于近场动力学非连续伽辽金有限元法的算例134
4.4.4基于LS-DYNA的混凝土板爆炸冲击毁伤模拟135
参考文献137
第5章近场动力学的显式动力学解法140
5.1控制方程的空间离散.140
5.2时间离散与逐步积分法142
5.2.1时间差分格式142
5.2.2显式逐步积分法的稳定性条件143
5.3显式拟静力方法145
5.4程序设计框架与计算流程146
5.5数值算例147
5.5.1一维杆的弹性波传播148
5.5.2二维简支梁的弹性变形149
5.5.3三维马氏体时效钢冲击动力裂纹扩展.150
5.5.4混凝土板的冲击侵彻破坏152
5.6近场动力学开源软件PDLAMMPS.155
5.6.1PDLAMMPS软件概述155
5.6.2安装与配置156
5.6.3脚本文件示例与应用156
参考文献160
第6章常规态型近场动力学模型162
6.1常规态型近场动力学弹性模型.162
6.1.1基本变量说明162
6.1.2弹性本构模型的建立过程165
6.2常规态型近场动力学弹塑性模型170
6.2.1弹塑性本构模型的一般形式170
6.2.2屈服函数与塑性流动法则171
6.2.3一致性条件与塑性乘子173
6.2.4材料强度参数的确定174
6.2.5回映算法流程176
6.3数值算例177
6.3.1含预制中心圆孔板的弹性变形177
6.3.2随机多孔脆性环氧板的拉伸开裂179
6.3.3方板的加卸载弹塑性响应180
参考文献182
第7章非常规态型近场动力学模型184
7.1非常规态型近场动力学建模方法184
7.1.1建模流程与基本方程184
7.1.2基本方程的离散187
7.2线性问题的隐式求解方法188
7.2.1线弹性小变形问题的求解方程188
7.2.2物质点劲度系数矩阵的构造190
7.3非线性问题的隐式求解方法194
7.4数值不稳定性分析与稳定控制方法197
7.4.1数值不稳定性的影响因素分析198
7.4.2稳定控制的计算策略201
7.4.3稳定控制计算策略的数值验证202
7.5晶体弹塑性变形与动态断裂的非常规态型近场动力学方法209
7.5.1单晶体弹塑性本构模型209
7.5.2塑性剪切变形增量与变形梯度张量更新.211
7.5.3晶体塑性本构的切线模量214
7.5.4平面多晶体弹塑性静力变形的算例分析.216
7.5.5平面多晶体弹塑性裂纹扩展的算例分析.220
参考文献225
第8章非常规态型近场动力学模型的改进228
8.1几种无网格法与非常规态型近场动力学方法的对比228
8.1.1光滑粒子流体动力学方法及其修正228
8.1.2再生核质点法和梯度再生核质点法233
8.1.3非常规态型近场动力学模型237
8.1.4几种无网格法与非常规态型近场动力学方法的对比238
8.2高阶非常规态型近场动力学模型240
8.2.1高阶非局部变形梯度和力密度矢量状态.240
8.2.2线性隐式解法242
8.2.3非线性隐式解法247
8.2.4高阶非局部变形梯度的精度验证248
8.2.5弹性杆拉伸变形的算例分析250
8.2.6矩形板拉伸变形的算例分析254
8.3键关联高阶非常规态型近场动力学模型257
8.3.1键关联的非局部变形梯度257
8.3.2键关联的力密度矢量状态和运动方程.259
8.3.3线性隐式静力解法260
8.3.4矩形板拉伸变形的算例分析262
8.3.5三维杆轴压变形的算例分析265
8.3.6三维杆中准一维弹性波传播的算例分析.270
8.4一个新的非常规态型近场动力学模型272
8.4.1基于近场动力学微分算子重构原非常规态型近场动力学模型272
8.4.2基于近场动力学微分算子构建新的非常规态型近场动力学模型276
8.4.3新的非常规态型近场动力学模型的隐式–显式混合解法279
8.4.4矩形板拉伸变形的算例分析283
8.4.5含线裂纹矩形板拉伸变形的算例分析.285
8.4.6含孔板拉伸变形的算例分析286
8.4.7含孔板裂纹扩展的算例分析290
参考文献292
第9章近场动力学方法与有限单元法的混合模型295
9.1近场动力学与有限元混合建模的几种方法295
9.1.1力耦合方法与镶嵌单元技术296
9.1.2位移协调约束与位移结合法296
9.1.3力分解法297
9.1.4混合函数方法298
9.1.5子模型方法298
9.2新的近场动力学与有限元混合模型299
9.2.1重叠模型与接触模型299
9.2.2重叠模型的定量分析302
9.2.3接触模型的定量分析304
9.3数值算例305
9.3.1悬臂梁在端部受集中力作用305
9.3.2简支梁在跨中受集中力作用306
9.3.3含I型裂纹板的裂纹扩展分析307
9.3.4含I-II复合型裂纹板的裂纹扩展分析309
9.3.5多裂纹扩展分析311
9.3.6含切口三点弯*梁的裂纹扩展分析313
9.4近场动力学有限元混合模型在重力坝稳定性分析中的应用315
9.4.1典型重力坝的变形计算和分析315
9.4.2典型重力坝的承载力评价317
参考文献319
第10章非均匀离散的近场动力学模型与自适应分析322
10.1近场动力学的空间离散方式与自适应分析322
10.2基于Voronoi结构图离散的近场动力学自适应方法324
10.2.1均匀/非均匀Voronoi胞元离散324
10.2.2键型近场动力学模型中参数的比例关系.326
10.2.3对偶双影响域近场动力学模型327
10.2.4基于Voronoi结构图的自适应方案329
10.3数值算例331
10.3.1矩形板的拟静力弹性变形331
10.3.2二维弹性波的传播333
10.3.3含预制裂纹板的动态裂纹扩展339
10.3.4三维马氏体时效钢冲击动力裂纹扩展.345
10.4主要结论347
参考文献348
第11章冲击侵彻与爆炸问题的近场动力学模拟351
11.1冲击接触算法与爆炸载荷的计算351
11.1.1冲击接触算法351
11.1.2爆炸载荷施加方法352
11.2准脆性材料的JH-2本构模型356
11.2.1JH-2本构关系356
11.2.2JH-2本构的更新算法359
11.2.3JH-2本构的基准验证363
11.3近场动力学的非局部色散特性与霍普金森压杆冲击试验的模拟.367
11.3.1键型近场动力学的非局部色散特性367
11.3.2分离式霍普金森压杆冲击巴西圆盘的近场动力学模拟370
11.4混凝土层裂与多重层裂的近场动力学模拟373
11.4.1矩形冲击波作用下混凝土杆的单层层裂模拟373
11.4.2三角冲击波作用下混凝土杆的多重层裂模拟376
11.5钢筋混凝土板空中爆炸毁伤的近场动力学模拟.382
11.5.1问题描述382
11.5.2计算结果与分析384
参考文献386
第12章热传导与热--力耦合问题的近场动力学模拟388
12.1热传导问题的近场动力学模型388
12.1.1键型近场动力学热传导模型389
12.1.2态型近场动力学热传导模型390
12.2基于近场动力学微分算子的热传导模型391
12.3基于近场动力学微分算子的热–力耦合模型395
12.4热传导和热–力耦合问题近场动力学模型的数值计算398
12.4.1初始条件与边界条件398
12.4.2方程离散与求解399
12.4.3损伤区域导热系数的修正403
12.5热传导问题近场动力学模型的算例分析403
12.5.1一维杆件热传导问题的算例分析403
12.5.2二维方板热传导问题的算例分析405
12.5.3三维厚板热传导问题的算例分析408
12.5.4混凝土试件热传导问题的细观分析410
12.6热
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