第1章 黏土礦物的分子動(dòng)力學(xué)模擬
1.1 黏土礦物晶體結(jié)構(gòu)特征 002
1.1.1 黏土礦物基本結(jié)構(gòu) 002
1.1.2 高嶺石 005
1.1.3 蒙脫石 007
1.2 黏土礦物的晶體模型構(gòu)建及優(yōu)化 007
1.2.1 模型構(gòu)建 008
1.2.2 模型優(yōu)化 008
1.3 黏土礦物的第一性原理計(jì)算 009
1.3.1 黏土礦物的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算 009
1.3.2 黏土礦物的彈性常數(shù)計(jì)算 009
1.4 黏土礦物的分子動(dòng)力學(xué)模擬 010
1.4.1 黏土礦物的吸附模擬 011
1.4.2 黏土礦物的擴(kuò)散模擬 011
習(xí)題 012
參考文獻(xiàn) 012

第2章 硅酸凝膠的分子動(dòng)力學(xué)模擬
2.1 分子模擬方法 014
2.1.1 分子力學(xué) 014
2.1.2 分子動(dòng)力學(xué) 022
2.2 硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物分子動(dòng)力學(xué)模擬 027
2.2.1 硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物組成 027
2.2.2 硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)模型建立 028
2.2.3 硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、反應(yīng)、動(dòng)態(tài)特性 028
習(xí)題 035
參考文獻(xiàn) 036

第3章 水泥熟料的第一性原理計(jì)算
3.1 熟料礦物相晶胞模型的建立 037
3.2 計(jì)算過程 039
3.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 039
3.2.2 缺陷形成能 039
3.2.3 態(tài)密度（DOS） 040
3.2.4 差分電荷密度（EDD） 040
習(xí)題 042
參考文獻(xiàn) 042

第4章 水泥水化硬化模擬
4.1 單顆粒模型 043
4.1.1 模型綜述 043
4.1.2 模型局限 044
4.2 成核生長模型 045
4.2.1 早期成核生長模型 045
4.2.2 JMAK成核生長模型 045
4.2.3 平面生長成核模型 046
4.2.4 邊界成核生長模型 046
4.2.5 模型局限 047
4.3 連續(xù)基水化仿真模型 047
4.3.1 Jennings-Johnson模型 048
4.3.2 Navi-Pignat模型 048
4.3.3 SPACE模型 049
4.3.4 HYMOSTRUC模型 050
4.3.5 μic模型 051
4.3.6 DuCOM模型 052
4.3.7 Wang模型 053
4.3.8 HYDCEM模型 054
4.4 離散基模型水化仿真模型 055
4.4.1 CEMHYD3D模型 055
4.4.2 THAMES模型 057
4.4.3 HydratiCA模型 057
習(xí)題 058
參考文獻(xiàn) 058

第5章 水泥微結(jié)構(gòu)和性能數(shù)值模擬
5.1 原子模擬方法研究水泥熟料相的反應(yīng)活性及水化機(jī)理 061
5.1.1 歷史與現(xiàn)狀 061
5.1.2 未水化水泥熟料相的反應(yīng)活性 062
5.1.3 熟料未水化相與水界面的形成 068
5.2 基于熱動(dòng)力學(xué)的水泥基材料微結(jié)構(gòu)模擬方法THAMES 074
5.2.1 熱力學(xué)計(jì)算的歷史與現(xiàn)狀 074
5.2.2 熱力學(xué)計(jì)算的局限性 075
5.2.3 熱力學(xué)計(jì)算在腐蝕介質(zhì)中的應(yīng)用 075
5.2.4 熱力學(xué)模型GEMS 076
5.2.5 數(shù)字化微結(jié)構(gòu)模型THAMES模塊 077
5.2.6 水泥溶蝕的模擬 079
5.2.7 水泥硫酸鹽侵蝕的模擬 080
5.3 小結(jié) 083
習(xí)題 083
參考文獻(xiàn) 083

第6章 混凝土流動(dòng)性數(shù)值模擬
6.1 新拌混凝土的流變理論基礎(chǔ) 090
6.1.1 流變學(xué)基礎(chǔ) 090
6.1.2 新拌混凝土的流變特性及其測量 093
6.2 計(jì)算流體力學(xué)理論基礎(chǔ) 097
6.2.1 計(jì)算流體力學(xué) 097
6.2.2 常用軟件介紹 110
6.3 計(jì)算流體力學(xué)在土木工程材料研究中的應(yīng)用實(shí)例 112
6.3.1 CFD模擬新拌混凝土流變的測量過程 112
6.3.2 新拌混凝土的坍落度的二維多相流模擬 121
6.3.3 Edem-Fluent耦合模擬泵送 126
習(xí)題 132
參考文獻(xiàn) 132

第7章 混凝土靜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能數(shù)值模擬
7.1 混凝土靜力性能細(xì)觀力學(xué)模擬 134
7.1.1 細(xì)觀力學(xué)簡介 134
7.1.2 混凝土材料細(xì)觀力學(xué)模型與力學(xué)框架 134
7.2 混凝土斷裂模擬思路和方法 139
7.2.1 等效力學(xué)性能 139
7.2.2 荷載-位移響應(yīng)和斷裂過程 141
7.2.3 模型的校對(duì)與驗(yàn)證 144
7.3 混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能數(shù)值模擬 146
7.3.1 LS-DYNA簡介及實(shí)現(xiàn)過程 146
7.3.2 動(dòng)態(tài)沖擊本構(gòu)模型 149
7.3.3 彈體侵徹過程數(shù)值模擬 158
7.3.4 模擬結(jié)果與分析 161
習(xí)題 169
參考文獻(xiàn) 169

第8章 混凝土傳輸性能數(shù)值模擬
8.1 混凝土中的物質(zhì)傳輸原理 170
8.1.1 擴(kuò)散 170
8.1.2 對(duì)流 171
8.1.3 電遷移 173
8.2 混凝土傳輸性能的影響因素 175
8.2.1 混凝土基本性質(zhì) 175
8.2.2 環(huán)境因素 176
8.2.3 物質(zhì)反應(yīng) 178
8.3 混凝土中的主要介質(zhì)傳輸 181
8.3.1 水分傳輸 181
8.3.2 氯離子傳輸 184
8.3.3 二氧化碳傳輸 187
8.3.4 硫酸根離子傳輸 191
8.4 混凝土微觀結(jié)構(gòu)中的傳輸數(shù)值模擬 195
8.4.1 基于離散元的混凝土多相模型構(gòu)建 195
8.4.2 基于Boltzmann模型的非飽和混凝土中氯離子傳輸模擬 198
8.4.3 基于分子動(dòng)力學(xué)的C-S-H納米孔道中氯離子傳輸模擬 202
習(xí)題 204
參考文獻(xiàn) 204

第9章 陶瓷壓制成型及燒結(jié)過程數(shù)值模擬
9.1 顆粒堆積結(jié)構(gòu)生成 206
9.1.1 密度梯度的分析 206
9.1.2 尺寸變化的描述 208
9.2 壓制過程的數(shù)值模擬 209
9.2.1 算法描述 209
9.2.2 模型驗(yàn)證 212
9.2.3 粉體和模具壁摩擦的影響 217
9.2.4 Z軸壓力差異的分析 221
9.2.5 加壓方式對(duì)陶瓷粉末成型過程的影響 223
9.3 燒結(jié)過程的數(shù)值模擬 224
9.3.1 算法描述—SVOS模型 224
9.3.2 模型驗(yàn)證 225
習(xí)題 229
參考文獻(xiàn) 229

第10章 玻璃第一性原理計(jì)算
10.1 氧化物玻璃 231
10.1.1 硅酸鹽玻璃 231
10.1.2 鍺酸鹽玻璃 234
10.1.3 鍺硅酸鹽玻璃 235
10.2 金屬玻璃 237
10.2.1 ZrxCu1-x和ZrxCuyAlz金屬玻璃 238
10.2.2 NiNb金屬玻璃 243
10.2.3 Zr-Ti-Cu -Ni-Be金屬玻璃 245
10.3 結(jié)論與未來展望 248
習(xí)題 250
參考文獻(xiàn) 250