《有机光伏材料的模拟、计算与设计》系统讲述了计算和预测有机光伏材料关键参数的理论和方法。主要内容为量子力学基础理论即波函数和密度泛函理论，有机光伏的发展简史，有机分子建模和结构优化，计算其分子前线轨道和能隙、给体受体开路电压，电子吸收光谱计算与模拟，介电常数和激子结合能的预测，运用Marcus理论计算电子跃迁速率和电荷复合速率及电子和空穴迁移率。基本涵盖了有机光伏材料的所有关键参数和性能预测。

《有机光伏材料的模拟、计算与设计》可供从事有机光伏材料计算和实验的研究人员参考，也可作为大学三、四年级的选修课或是研究生（硕士、博士）课程的参考书。

1 量子力学基础

1．1 量子力学的诞生

1．1．1 黑体辐射

1．1．2 光电效应

1．1．3 原子结构与玻尔的旧量子论

1．1．4 微粒的波粒二象性

1．2 薛定谔方程．

1．3 一维无限深势阱

1．4 类氢原子波函数

1．5 Hanree-Fock方法

1．6 密度泛函理论

1．6．1 Hobenberg-Kohn定理

1．6．2Kohn-Sham方程

1．6．3 含时密度泛函理论

1．6．4 常用泛函简介

参考文献

2 有机光伏材料的发展简史

2．1 有机光伏电池分类

2．2 有机光伏电池工作原理

2．2．1 光子的吸收与激子的产生

2．2．2 激子的扩散与分离

2．2．3 自由电子与空穴的传输

2．3 有机光伏性能的影响参数

2．4 给体受体材料类型

2．4．1 聚合物材料

2．4．2 小分子材料

2．5 富勒烯和非富勒烯受体材料

2．5．1 富勒烯材料

2．5．2 非富勒烯受体

参考文献

3 分子前线轨道和能隙、开路电压、激发态和电子吸收光谱

3．1 结构优化原理与实例

3．1．1 分子建模

3．1．2 结构优化

3．1．3 频率计算

3．2 薄膜与凝聚态中分子轨道能量、能隙计算实例

3．2．1 HOMO/LUMO校正

3．2．2 计算泛函选择

3．3 薄膜中有机太阳能电池的分子排列影响

3．3．1 给体间分子排列方式对分子轨道能量的影响

3．3．2 给体/受体界面间分子排列影响

3．4 薄膜中开路电压的计算与实例

3．4．1 开路电压

3．4．2 开路电压计算方法

3．4．3 开路电压计算实例

3．5 薄膜中有机太阳能电池的分子排列对电子吸收光谱的影响

3．6 溶剂效应对亚酞菁在溶液中吸收光谱的影响实例

3．6．1 亚酞菁单分子在不同溶剂中的吸收光谱模拟

3．6．2 亚酞菁分子与第一溶剂层在不同溶剂中的吸收光谱模拟

参考文献

4 介电常数和激子结合能

4．1 介电常数计算

4．1．1 介电常数的常见计算方法

4．1．2 计算实例

4．2 激子结合能

4．2．1 激子的分类

4．2．2 有机分子激子结合能

4．2．3 有机分子激子结合能计算实例

参考文献

……

5 电荷分离、重组，载流子迁移率

附录

附表常用物理化学参数

索引

彩图

第1章　计算与模拟基础知识

1.1　计算与模拟技术的基本情况介绍

1.2　本书所采用的计算平台与约定

1.3　基本概念

1.3.1　变量

1.3.2　矩阵

1.3.3　函数与过程

习题

第2章　常用数学方法的应用

2.1　函数插值与曲线拟合

2.1.1　案例：线性插值求碟阀的局部阻力系数

2.1.2　案例：最小二乘法求饱和溶解氧与温度的关系

2.1.3　案例：非线性拟合求管道造价公式

2.1.4　案例：非线性拟合求暴雨强度公式

2.2　非线性方程求解.

2.2.1　案例：非满流管渠水力计算

2.2.2　案例：明渠非均匀流水面曲线

2.3　求常微分方程的解析解(符号解)

案例：确定含水层的渗透系数

2.4　求常微分方程的解析解和数值解

案例：河流耗氧动力学模型

2.5　概率统计

2.5.1　案例：多管发酵MPN分析

2.5.2　案例：采用t检验分析两组实验数据的差异

2.5.3　案例：采用方差分析工艺条件对水质的影响

习题

第3章　水力学、水泵及管网系统

3.1　绘制用水量曲线、确定泵站流量、水池或水塔调节容积

3.2　水泵特性曲线与工况点

3.2.1　确定水泵特性曲线

3.2.2　工况点的确定

3.3　离心泵并联或串联工况分析

3.3.1　单泵多塔供水系统工况分析

3.3.2　取水泵站调速运行下并联工作的计算

3.4　管网平差

3.4.1　解环方程

3.4.2　解节点方程

3.4.3　绘制等水压线

3.4.4　与Exce1实现数据的输入与输出

3.5　排水管网计算

3.5.1　非满流圆管水力特性

3.5.2　非满流水力计算

3.5.3　非满流水力计算图的制作

3.5.4　污水管网系统中流量与管径关系图

3.5.5　雨水管网设计流量的计算与折减系数

习题

第4章　水质工程学与反应工程学

4.1　酸碱平衡中有关组分浓度的计算

4.2　氧的传递与曝气

4.2.1　氧转移系数

4.2.2　氧的传递

4.3　污染物在河流中的扩散

4.4　厌氧间歇发酵过程模拟

4.5　完全混合反应器有机物去除过程模拟

4.5.1　过程动力学和化学计量学矩阵

4.5.2　有机物去除过程的模拟

4.6　序批式反应器(sBR)有机物去除过程的模拟

4.7　沉淀池固体通量模型

4.7.1　固体通量模型基本理论

4.7.2　沉淀池实验数据处理

4.8　水处理单元水力混合条件分析

4.8.1　水力混合条件分析基本理论

4.8.2　示踪实验数据分析

习题

第5章　给水排水系统仿真

5.1　simu1ink仿真平台应用基础

5.2　采用用户自定义函数进行仿真

5.3　采用s函数进行仿真

5.3.1　S函数工作过程

5.3.2　S函数的实现

5.3.3　微生物增殖的动力学过程仿真

5.4　活性污泥模型

5.5　scilab/Xcos仿真平台基础

5.5.1　Xcos仿真平台应用基础

5.5.2　Modelica建模语言基础

习题

函数索引

计算与绘图技术索引

专业知识案例索引

主要参考文献2100433B

由李志华主编的《水工艺与工程的计算与模拟》围绕给水排水工程中的计算与模拟的典型问题，突出现有计算软件简单易用的优势，将专业知识与计算技术融合于一体。在编排上，本书突破了传统的计算语言、数值算法、专业知识三段式的编写框架，而是以提出专业问题、分析问题的专业背景基础，导入解决问题的计算过程及相关函数，最后给出图文并茂的分析结果为基本框架，以解决专业问题为核心，不纠缠复杂的数值算法和抽象的数学问题，以最简短、易懂的代码和最简单的计算过程解决本专业的典型问题。

由李志华主编的《水工艺与工程的计算与模拟》是高等学校给水排水工程专业指导委员会规划推荐教学用书，全书共分5章，主要内容包括：计算机模拟基础知识，常用数学方法的应用，水力学、水泵及管网系统，水质工程学与反应工程学，给水排水系统仿真。本书基本不以计算技术的知识点为编排体系，而以专业案例为编排体系，在解决专业问题的同时融会贯通计算技术，本书的专业案例覆盖了水力学、水文学、水文地质、水泵与水泵站、给水排水管网系统、水处理微生物学、水分析化学、水质工程学以及反应工程等多门课程，力求覆盖给水排水工程专业在工程实际中面临的典型计算与模拟问题。《水工艺与工程的计算与模拟》实用性和专业性强，可作为高等学校给水排水工程技术专业教学用书，也可作为相关工程技术人员的参考书。