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。
表面与界面物理力学主要是从“固-气”“固-液”“固-固”等界面的原子、分子结构的微观物理和化学的性质出发,以分子间力为基础,预见其对纳微米结构和系统的力学性能的影响,以及所引起的接触、黏附、界面强度、摩擦润滑等问题。 本书由3篇、16章和7个附录组成。上篇讨论表面与界面物理力学的基础知识。中篇讨论移动接触线问题、分离压力、前驱膜、受限液体与纳流动的界面滑移、内角润湿、液滴蒸发等。下篇讨论表面和界面演化动力学,介绍表面与界面扩散与演化动力学、相场动力学方法在表面与界面物理力学中的应用。
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
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。
运动生物力学是研究人体运动中力学规律的学科,它具有很强的应用性,其目标是提高运动成绩、预防运动损伤,并最终为增强人类运动能力与健康服务。本书按外部生物力学、内部生物力学、生物力学原理应用三大板块进行介绍,无论是在编排还是在力学内容的介绍顺序上都有其独到之处。同时,新版在前作的基础上增加了概念应用,为每一章中的原理提供了实际应用案例。此外,还更新了生物力学测量和分析方法的内容,方便读者了解最新的技术前沿手段。
《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。
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。
《计算多体系统动力学理论及应用——基于MBDyn 软件》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。《计算多体系统动力学理论及应用——基于MBDyn 软件》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。
本书为“计算力学前沿丛书”之一。全书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。全书共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,本书还安排了两个附录,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。
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
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。
无
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)。
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。
极端力学源于力学研究与科技进步的相互促进,是研究物质在极端服役条件下的极端性能和响应规律的科学。本书系统介绍了极端服役环境下的材料与结构力学,极端自然环境力学,极端性能材料,极端时空尺度的力学,极端流动与输运,极端条件的实验与测试,极端力学的基础理论、方法与数值模拟等前沿内容,总结了力学学科的发展现状与存在的主要挑战。
本书(上、下册)共18章,主要基于作者及其合作者近20年的研究成果,给出穿甲/侵彻力学的理论建模和相关分析。内容包括刚性弹侵彻和靶体等效的一般理论,针对不同厚度金属靶考虑不同模式的侵彻/穿甲模型,素/钢筋混凝土靶侵彻与穿甲的建模分析,深侵彻弹体的质量侵蚀,侵彻弹体结构的力学设计,弹体结构和侵彻弹道的稳定性与弹体破坏失效,以及陶瓷靶侵彻/穿甲的界面击溃分析,并分别给出了金属靶、素/钢筋混凝土靶和陶瓷靶侵彻/穿甲以及深侵彻弹体质量侵蚀的比较全面的文献综述。
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
本书面向数值模拟模型确认和稳健优化设计,针对其中的关键??不确定性量化,全面系统地介绍了国内外现有的各种理论方法及其工程应用。理论方法部分主要针对经典和最新的不确定性量化方法,按照不确定性表征、混沌多项式方法及其维数灾难应对策略、深度学习、多学科不确定性传播、随机和认知混合不确定性传播及灵敏度分析、数值模拟不确定性综合量化等六大类,全面、系统、详细地介绍了各种方法的发展历程、基本原理、实施步骤及适用范围。工程应用部分,介绍了各种不确定性量化方法在工程计算流体力学数值模拟模型确认和气动稳健优化设计中的应用,并对未来发展方向进行了展望。