本书是著者为中国科学院大学(国科大)一年级本科生讲授《普通物理?力学》A班课程三年后,进一步沉淀和凝练而成的教材。针对国科大特别是A班的教学特点,著者在借鉴和吸收朗道、栗弗席兹理论物理教程第一卷《力学》突出优点的基础上,结合近年来相关的重大科学进展,适当地增加了一些新的内容,并给出了丰富的例题和思考题。 本书的主体内容包括:牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、连续介质和非线性力学初步、生命力学初步、相对论和量子力学初步等内容。著者将启人心智的“思想实验”和“类比”、发人深省的科学典故以及鲜活生动的学科前沿巧妙、生动地结合在一起,在教学改革方面做了深入探索。
理论力学是物理类各专业的一门基础课。为了突出理论框架的连贯性并兼顾知识体系的完整性,本书第1-7章分别是:质点动力学、质点组动力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、哈密顿-雅可比理论、牛顿力学专题和分析力学专题。前两章是牛顿力学部分,接下来三章是分析力学内容,后两个专题供读者进一步的深入学习。第8章是附录。本书在语言上采用简洁明了的叙述方式,注重逻辑推理、代数方法的应用,以及和量子力学的衔接,以培养读者的理解能力、分析能力和科学素养为宗旨。
本书基于OpenFOAM开源平台,结合代码段系统地讲述有限体积法基本理论及其相关应用,全书共14章。第1~6章主要包括绪论、流体力学控制方程的有限体积法离散及求解方法、湍流模型及前后处理的基本理论;第7~10章着重介绍低速不可压缩流、高速可压缩流、气动噪声预测、气液两相流等常见问题的模拟方法;第11~14章针对工程仿生领域中的几个复杂流动与复杂流体问题,介绍计算网格处理、非官方求解器及功能函数库的调用与修改。
网格生成技术是计算流体力学( CFD)的重要组成部分,也是CFD走向工程应用的瓶颈技术。本书对CFD阿格生成技术进行了比较系统全面的介绍,内容包括:各种数值计算方法对网格的需求,静动态结构网格、非结构网格和混合网格生成技术,网格自适应技术和优化技术,多重网格计算所需肋多级粗网格生成技术,并行网格生成及网格分区技术,复杂外形的描述与表面网格生成等,附录还简要介绍了几款常用的商业网格生成软件。鉴于作者的研究领域有限,本书重点介绍了非结构、混合网格生成技术;为了本书的完整性,对结构网格也进行了简要的介绍。本书的内容主要源于作者的研究工作,少部分内容取材于参考文献和同事的论文或报告。
世上所有的流动几乎都是湍流,因此湍流现象涉及自然界和工业界的方方面面。本书是为学生设计的、帮助他们从基础流体力学向湍流专业文献顺利过渡的著作,这在当时就具有先进的理念,而现在时间已证明了它的深远的影响。第1章绪论,介绍湍流的基本特性和分析方法;第2章介绍动量和热的湍流输运;第3章介绍湍流动力学;第4章介绍自由剪切流动,包括尾迹流、射流、混合层和热羽流;第5章介绍边界层流动;第6章介绍湍流的统计描述,为读者理解湍流的混沌和谱结构做准备;第7章介绍湍流输运,在第2章的基础上,更详细地研究湍流的输运过程,包括被动标量的输运;第8章介绍谱动力学。本书大量地使用量纲分析和相似理论,研究湍流的方法既避免复杂?深的数学推导又避免实验的繁琐。本书帮助学生对于目标的物理理解,并加深他们对那些不能被严格
无
《基于机器学习的固体变形与疲劳断裂分析》共6章,第1章为绪论;第2章为机器学习算法及流程简介,介绍常用的机器学习算法及其使用流程;第3章为基于机器学习的多尺度塑性力学分析,介绍基于机器学习的分子动力学模拟、离散位错动力学模拟、晶体塑性有限元模拟和本构建模过程;第4章为基于机器学习的材料断裂行为研究,介绍机器学习在裂纹源、裂纹扩展行为、断裂强度和断裂韧性预测中的应用;第5章为基于机器学习的材料疲劳寿命预测,介绍基于数据驱动和机理驱动的机器学习方法,以及疲劳寿命预测研究方面的进展;第6章为基于机器学习的固体结构分析,介绍机器学习在固体结构变形、疲劳与断裂行为研究中的应用。
经过半个多世纪的发展,随机动力学已成为一个比较成熟的学科,在土木、机械、航空航天、海洋等工程,在物理、化学、生物、生态、气象等自然科学,在经济与金融等社会科学中都得到了应用,成为广大科技工作者的知识。本书系统地论述了随机动力学的基本理论方法,重点是非线性系统随机响应的预测、随机稳定性与随机分岔,以及首次穿越损坏。本书论述较为浅显易懂,推导较为详尽,配有许多应用例子,并较为详尽地叙述了随机动力学的基础——随机变量与随机过程的理论与数值模拟方法,还提供了相当多数量的习题(其解答另成书出版)。
本书较全面地介绍计算多体动力学理论,以及MBDyn的使用方法和应用场景。全书共9章。第1章概述,第2章介绍多刚体系统动力学建模,第3、4章介绍小变形和大变形柔性体动力学建模,第5章介绍接触碰撞动力学,第6章介绍多体系统动力学的数值求解,第7、8章介绍MBDyn的使用方法,第9章介绍MBDyn的场景应用。
德国科学家普朗特于1942 年出版了其名著《流体力学概论》。随后,其学生奥斯瓦提奇等增补修订出版了该书的第六至第九版。德国流体力学教授欧特尔等又进一步增补、修订,出版了第十版和第十一版。本书为第十一版的中译本。欧特尔等保留了普朗特名著第一版的内容作为本书前六章的主要内容,第七至第十四章则介绍了当代流体力学发展的不同分支:井将书名由《流体力学概论》改为《普朗特流体力学基础》。 与一般流体力学论著强调数学理论不同,普朗特的名著(本书前四章)尽可能地避免复杂的数学分析,着重物理直观,旨在阐明流体力学的基本概念及问题的力学本质,培养读者的独立思考能力。欧特尔等撰写的后十章也体现了普朗特的风格和意图。后十章中有些内容可在普朗特的原著中以某种形式看到,但绝大部分是最近六十年来流体力学不同分
本书介绍一种全新的疲劳理论体系。传统的疲劳理论一般只是一些试验经验的总结,或是与试验数据库的类比。当实际应力状态与试验条件差别较大时,寿命估算往往无法进行。新理论体系则提供了一个完整的疲劳力学理论框架。在少量的材料疲劳特性确定之后,可对任意应力状态的疲劳准则、寿命进行统一的评价。疲劳的种类很多,机理各不相同。新理论体系依据各种疲劳损伤演化的支配性机理及其耦合演化关系,建立相应的损伤演化律,从而导出具有一定理论依据的寿命评价公式。新理论不仅可以统一单轴疲劳的寿命评价方法,明确材料的疲劳特性常数等,而且还可以导出疲劳等效应力等新概念,非常方便地处理多种疲劳载荷混合作用的问题。书中详细介绍金属材料的普通疲劳、应变疲劳、静态疲劳、腐蚀疲劳以及蠕变疲劳中的寿命评价公式的导出过程及
复杂介质中的弹性波理论在地球物理勘探,结构和材料无损检测,以及医学超声成像等领域具有广泛应用。但系统介绍弹性波传播理论的著作并不多见。本书系统介绍了各向同性弹性固体介质中弹性波传播的基本理 论,包括无限介质中的弹性波传播;弹性波在界面的反射和透射;弹性波 通过有限厚度层状结构的反射和透射;半无限大体表面或覆盖层中传播的瑞利波和勒夫波;平板中的导波和漏波;圆柱杆中的导波,对圆柱壳和圆球壳中的导波传播模式和传播特性也进行了介绍。关于弹性波散射和多重散射的相关内容,基于篇幅考虑没有纳入。作者长期给研究生讲授弹性波理论,同时进行复杂介质中弹性波传播及其应用研究。本书是作者在弹性波理论课程讲义基础上,结合自己科研工作编写而成的。全书共 6 章,侧重基础理论和分析方法的系统性。
本书包含多相流模拟从理论到实践的广泛基础知识。第1章深入浅出地介绍计算流体力学基础;第2章阐述多相流基本原理及其煤化工应用;第3章介绍比较成熟的多相流数值模拟方法;第4、5章分别介绍圆球绕流和气泡上升两个经典的多相流模拟案例,指导初学者使用CFD软件,分析简单的多相流问题;第6~8章结合能源与动力工程专业特点,介绍气液鼓泡塔两相流、气流床煤气化和射流流化床煤气化三个模拟案例,让读者了解多相流模拟技术的最新进展。
本书注重内容的精选、概念的准确和叙述方式的可读性,是适合于利用零星时间,碎片式学习的基础资料。各专题叙述的重要内容之间有一些必要的重复,从不同角度和不同内容的联系方面进行阐述,便于阅读和加深理解;但又相对独立和完整,便于读者随时随地阅读、学习和深化对专题的理解。与现有的量子力学书籍完全不同,本书对重要的概念和数学表述给出了直观清晰的、透彻的解释,并尽量提供图示,减少了学习和自学时的困难。本书风格清新,语言明快,是一本适合高等院校理工科师生课外阅读、广大科技人员业余学习、理解量子力学的基础著作。学习和理解本书之后,能够直接阅读量子力学的学术论文,开始初步的专题思考和研究。
中国的研究生教育具有体量大、调控层次丰富的特征。这为数学建模和动力系统方法的引入提供了客体背景。作为研究生教育学定量理论的一个新视角,本书意在阐述研究生教育动力学。一是揭示研究生教育的基本动力与阻力;二是以连续介质力学的方法,在学科空间和历史维度的构架下探讨对研究生教育的宏观调控规律;三是建立具有预测能力的指导框架,并进行必要的案例研究。
多场耦合力学已成为现代力学中的重要研究领域及科学前沿之一,与之相关的多场耦合基本理论与方法正在成为众多交叉学科所面临的共性与基础课题。《多场耦合力学基本方法及应用》是作者长期在电磁类功能材料与结构多场耦合力学领域深入系统研究的总结,同时也是系列*新研究进展的梳理。《多场耦合力学基本方法及应用》主要内容涵盖了多场耦合力学的一般理论与基本方法、复杂耦合系统求解及数值方法,以及铁磁、铁电、超导等功能材料典型多场耦合力学问题的应用基础、研究进展等。
本书译自Springer出版的Fundamental Algorithms in Computational Fluid Dynamics一书。本书介绍了在计算流体力学中已发展成熟而又应用广泛的基础算法,包括流体力学的基本原理、基本方程和实用化的技术,例如,有限差分法和隐式近似分解、广义曲线坐标系变换、人工耗散和稳定性、基于显式多阶时间推进和多重网格的有限体积法,还包括高分辨率迎风格式、Roe 近似黎曼求解器等内容。各部分内容提供了循序渐进的编程作业,可供读者练习。
本书汇集了钱学森、周培源、郭永怀、钱伟长等力学界35位院士的55篇文章,这些文章凝聚了三代力学家对于力学的看法和讨论.按内容归纳为:关于力学学科,力学学科的若干分支与研究方向,力学教育与力学科普四大类.文章后面附有院士的照片和简介.
本书系统地论述作者最近二十余年从事辐射流体动力学方程组初边值问题数值解法研究及辐射驱动内爆压缩过程数值模拟研究所获得的若干创新成果。 第1至4章论述理想流体动力学的基本概念与理论、高阶数值方法及流体界面计算方法。作为重点,系统地论述了多介质理想流体问题通用的高阶守恒型WENO-FMT方法,这是作者的一项原创性科研成果,已成功地用于求解各种复杂的多介质流体问题及辐射驱动内爆压缩过程数值模拟所涉及的含有三个能量方程的多介质理想流体动力学方程组初边值问题。 第5至7章主要论述非线性复合刚性多尺度问题的自适应正则分裂方法(简记为ACS),这是作者的另一项原创性科研成果,已成功地用于求解各种强非线性扩散占优高维偏微分方程组初边值问题及辐射扩散与电子、离子热传导耦合方程组初边值问题,可在确保计算精度的基础上成倍
连续介质力学作为工程科学的“大统一理论”,是工程科学的基础。本书为著者在中国科学院力学研究所和中国科学院大学多年授课的基础上凝练而成。该书系统地阐述了近代连续介质力学的基本概念和原理,突出地反映了该学科近年来的一些新发展。 本书共由十篇33章和3个附录构成。前三篇为基本概念和原理,突出了公理体系、守恒律和本构关系。第四篇讨论了流变学的理性力学基础;第五篇针对DNA、液晶、生物膜、液滴等软物质,讨论了熵弹性和曲率弹性;第六篇则讨论了非协调连续统理性力学、位错连续统等理论;第七篇讨论了连续介质波动理论;第八篇则结合广义连续介质力学,讨论了非局部、梯度、偶应力和表面弹性等热点问题;作为连续介质力学的两个典型应用,第九篇讨论了大脑结构成像中的扩散张量成像以及多孔弹性介质的Biot本构关系。
近半个多世纪,中外学者对力学史研究倾注了大量心血和精力。学者们在研究中发现中国古代力学知识发展不同于西方近代经典力学体系,笔者借鉴科技训诂、发生认识论和原始思维等研究方法,从直觉知识、理论知识和实践知识等方面对中国古代力学知识进行文本分析,术语、思想探源和力学实践探讨,尝试建构中国古代力学知识体系。研究发现,中国古代力学知识的产生及传承与古代传统思维紧密相连。中国古代传统思维由直觉思维、类比思维、经学思维、整体思维、辩证思维等多种思维模式融会贯通而成,力学知识正是在此传统思维框架内发生、发展和传承下来,因而产生了直观、生动又实用的中国古代力学知识。多元一体的文化传统,孕育出不成体系但又独特的中国传统力学知识。
多孔介质细观流动规律是多孔介质宏观流动特征的本质。本书从多孔介质基本属性和细观尺度流动的力学特性出发,深入揭示多孔介质中固-液界面微观力作用对流动的影响,建立了多孔介质细观流动理论及模拟方法。本书主要内容包括考虑固-液界面微观力作用下微可压缩流体的微圆管稳态流动、不稳定流动、两相流动,考虑固-液界面微观力作用下的毛细管束模型模拟多孔介质宏观流动规律、纳微米流体流动动力学数学模型和油水流动动力学机制,考虑分子间作用力、空间位形力、双电层效应的均匀和非匀相流体不可压缩流体流动规律,考虑微观力作用的微观网络数值模拟方法及室内实验模拟方法,结合油田实际储层模拟孔介质细观剩余油形成机制,并提出如何启动剩余油的方法等。