目錄
總序 i
前言 vii
摘要 xi
Abstract xvii
第一章　關(guān)于力學(xué) 1
第一節(jié)力學(xué)的內(nèi)涵與歷史沿革 1
一、力學(xué)學(xué)科的定義 1
二、力學(xué)學(xué)科的特點與內(nèi)涵 2
三、力學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律 3
四、力學(xué)學(xué)科的歷史沿革 4
第二節(jié)我國力學(xué)學(xué)科的發(fā)展和現(xiàn)狀 5
一、我國力學(xué)學(xué)科的發(fā)展 5
二、我國力學(xué)學(xué)科的現(xiàn)狀 6
第三節(jié)極端力學(xué)的定義與內(nèi)涵 8
第四節(jié)應(yīng)運(yùn)而生與需求引領(lǐng) 10
第五節(jié)極端力學(xué)的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) 12
一、研究對象的極端性 12
二、載荷環(huán)境的極端性 15
三、小結(jié) 17
第六節(jié)極端力學(xué)的學(xué)科影響力 18
第七節(jié)關(guān)于極端力學(xué)的思考 19
一、極端力學(xué)理論體系 19
二、極端力學(xué)與力學(xué)研究范式 21
三、極端力學(xué)與力學(xué)學(xué)科發(fā)展 21
四、極端力學(xué)研究體系 22
第八節(jié)極端力學(xué)的展望 22
第九節(jié)本章小結(jié) 24
第二章　極端服役條件下的材料與結(jié)構(gòu)力學(xué) 25
第一節(jié)非常規(guī)溫度場 25
一、極高溫 25
二、極低溫 31
第二節(jié)非常規(guī)重力場 39
一、微重力科學(xué) 39
二、超強(qiáng)重力場 46
第三節(jié)超強(qiáng)電磁場 50
一、需求情況 50
二、研究現(xiàn)狀 52
三、研究進(jìn)展 55
四、展望 58
五、小結(jié) 61
第四節(jié)超強(qiáng)輻照場 61
一、需求情況 61
二、研究現(xiàn)狀 62
三、研究進(jìn)展 64
四、展望 66
五、小結(jié) 68
第五節(jié)強(qiáng)腐蝕—氧化 68
一、需求引領(lǐng) 68
二、研究現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn) 69
三、未來需要重點開展或解決的科學(xué)問題 75
第六節(jié)超高壓強(qiáng) 79
一、需求簡述 79
二、高壓科學(xué)概述 80
三、高壓科學(xué)與技術(shù)研究現(xiàn)狀 80
四、高壓科學(xué)與力學(xué) 82
五、面臨的挑戰(zhàn)和思考 86
本章參考文獻(xiàn) 88
第三章　極端自然環(huán)境力學(xué) 90
第一節(jié)風(fēng)沙環(huán)境力學(xué) 90
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 90
二、研究現(xiàn)狀 91
三、研究進(jìn)展 93
四、展望 97
五、小結(jié) 98
第二節(jié)風(fēng)雪環(huán)境力學(xué) 99
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 99
二、研究現(xiàn)狀 100
三、研究進(jìn)展 104
四、展望 106
五、小結(jié) 108
第三節(jié)極端海嘯模擬與預(yù)警 108
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 108
二、研究現(xiàn)狀 109
三、研究進(jìn)展 111
四、展望 114
五、小結(jié) 117
第四節(jié)深地環(huán)境原位巖石力學(xué) 118
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 118
二、研究現(xiàn)狀 119
三、主要進(jìn)展 120
四、展望 123
五、小結(jié) 126
第五節(jié)極端海洋環(huán)境載荷 126
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 126
二、研究現(xiàn)狀 127
三、主要研究進(jìn)展 131
四、未來重點研究問題 134
五、小結(jié) 137
第六節(jié)本章小結(jié) 137
本章參考文獻(xiàn) 138
第四章　極端性能材料 141
第一節(jié)超硬材料 141
一、需求情況 141
二、超硬材料極端力學(xué)性能的研究現(xiàn)狀 142
三、面臨的挑戰(zhàn)及近期重點問題 144
四、小結(jié) 145
第二節(jié)超軟材料 146
一、需求情況 146
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 146
三、展望 153
四、小結(jié) 154
第三節(jié)超延展材料 154
一、需求情況 154
二、研究現(xiàn)狀 155
三、研究進(jìn)展 156
四、發(fā)展趨勢與展望 161
第四節(jié)可折疊材料 162
一、需求情況 162
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 164
三、面臨的力學(xué)挑戰(zhàn) 166
四、近期重點問題 168
五、小結(jié) 170
第五節(jié)超材料 171
一、需求情況 171
二、研究現(xiàn)狀 171
三、展望 176
四、小結(jié) 177
第六節(jié)超低密度材料 178
一、需求情況 178
二、超低密度材料的研究現(xiàn)狀 178
三、面臨的挑戰(zhàn)及近期重點問題 181
四、小結(jié) 182
第七節(jié)本章小結(jié) 182
本章參考文獻(xiàn) 184
第五章　極端時空尺度的力學(xué) 187
第一節(jié)超大型空間航天器 187
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)問題 187
二、研究現(xiàn)狀 189
三、主要研究進(jìn)展 192
四、發(fā)展趨勢與展望 194
第二節(jié)微納米力學(xué) 195
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 195
二、研究現(xiàn)狀 196
三、近期重點問題 199
四、發(fā)展趨勢與展望 201
第三節(jié)沖擊動力學(xué) 202
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 202
二、研究現(xiàn)狀 204
三、主要研究進(jìn)展 205
四、發(fā)展趨勢與展望 210
第四節(jié)超高周疲勞 212
一、戰(zhàn)略需求與科學(xué)意義 212
二、研究現(xiàn)狀 215
三、主要研究進(jìn)展 217
四、發(fā)展趨勢與展望 220
第五節(jié)本章小結(jié) 221
本章參考文獻(xiàn) 223
第六章　極端流動與輸運(yùn) 226
第一節(jié)多相和多組分湍流 226
一、顆粒湍流 228
二、氣泡湍流 229
三、多組分湍流 230
四、研究展望 231
第二節(jié)超高速流體力學(xué) 232
一、需求情況 232
二、研究現(xiàn)狀 234
三、研究進(jìn)展 236
四、展望 239
五、小結(jié) 242
第三節(jié)微納尺度流動 243
一、需求情況 243
二、研究進(jìn)展 244
三、展望 249
四、小結(jié) 251
第四節(jié)高聚物湍流 251
一、簡介 251
二、研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 252
三、展望 255
四、小結(jié) 257
第五節(jié)等離子體流動 257
一、背景需求 257
二、研究現(xiàn)狀 259
三、發(fā)展趨勢與展望 262
第六節(jié)頁巖氣開發(fā)中的極端流動與輸運(yùn) 264
一、需求引領(lǐng) 264
二、研究現(xiàn)狀 264
三、主要研究進(jìn)展 266
四、近期重點問題 269
第七節(jié)先進(jìn)發(fā)動機(jī)極端工況下的湍流燃燒 269
一、背景需求 269
二、研究現(xiàn)狀 270
三、近期重點問題 273
第八節(jié)本章小結(jié) 274
本章參考文獻(xiàn) 276
第七章　極端條件的實驗與測試 282
第一節(jié)極端溫度實驗技術(shù) 283
一、需求情況 283
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 284
三、發(fā)展趨勢與展望 291
第二節(jié)極端尺度實驗技術(shù) 292
一、需求情況 292
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 294
三、發(fā)展趨勢與展望 300
第三節(jié)極端速度實驗技術(shù) 302
一、需求情況 302
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 303
三、發(fā)展趨勢與展望 311
第四節(jié)其他極端實驗技術(shù) 312
一、需求情況 312
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 313
三、發(fā)展趨勢與展望 320
第五節(jié)極端條件與風(fēng)洞技術(shù) 323
一、需求情況 323
二、研究現(xiàn)狀和進(jìn)展 328
三、發(fā)展趨勢與展望 333
第六節(jié)本章小結(jié) 334
本章參考文獻(xiàn) 336
第八章　極端力學(xué)的基礎(chǔ)理論、方法與數(shù)值模擬 340
第一節(jié)極端力學(xué)的空間形式和幾何基礎(chǔ) 340
一、極端物理學(xué)的啟示 341
二、極端力學(xué)潛在的空間形式與幾何基礎(chǔ) 341
三、極端力學(xué)的特殊案例——生命體力學(xué) 342
四、極端力學(xué)與新的幾何（數(shù)學(xué)） 343
第二節(jié)極端力學(xué)的本構(gòu)理論 344
一、需求引領(lǐng) 344
二、本構(gòu)原理之于極端力學(xué) 345
三、物質(zhì)及其分類 348
四、案例分析 350
第三節(jié)極端力學(xué)的原子尺度理論方法 352
一、戰(zhàn)略需求及科學(xué)意義 352
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和面臨的問題 352
三、國內(nèi)主要的研究進(jìn)展 355
四、發(fā)展趨勢和展望 358
第四節(jié)復(fù)雜流動模擬 358
一、高雷諾數(shù)湍流仿真方法 358
二、復(fù)雜幾何邊界流動 364
三、高超聲速條件下極端流體力學(xué)的多尺度數(shù)值方法 369
第五節(jié)強(qiáng)非線性復(fù)雜系統(tǒng)的小波高精度仿真技術(shù) 378
一、需求情況 378
二、研究現(xiàn)狀 379
三、研究進(jìn)展 380
四、展望 382
第六節(jié)極端條件優(yōu)化理論與方法 383
一、需求情況 383
二、研究現(xiàn)狀 383
三、研究進(jìn)展 385
四、展望 387
第七節(jié)多場耦合力學(xué)仿真方法 392
一、需求情況 392
二、研究現(xiàn)狀 392
第八節(jié)本章小結(jié) 397
本章參考文獻(xiàn) 400
關(guān)鍵詞索引 403