計算力學基礎內(nèi)容簡介

該書以二維問題為例，用統(tǒng)一、綜合的觀點討論了求解復雜力學和工程技術問題各種計算機數(shù)值方法的基本概念、特點及其內(nèi)在聯(lián)系。

《計算力學基礎》全書由四個部分組成。第一部分比較詳細地討論離散模型的求解方法、步驟和計算機程序?qū)崿F(xiàn)；第二部分簡要地討論求解連續(xù)模型的各種傳統(tǒng)近似方法，以及它們之間的相互關聯(lián)和特點；第三部分討論建立有限元法和邊界元法列式的基本思想和步驟，討論推導分片試函數(shù)的統(tǒng)一方法；第四部分討論拋物線型、雙曲線型和橢圓型偏微分方程的各種有限差分格式、特點和適用范圍，分析它們的穩(wěn)定性和精度等基本問題?！队嬎懔W基礎》的最后一章簡要討論分子動力學模擬的基本原理和方法。

王秀喜，教授，博士生導師。研究方向：計算力學的原理和工程應用（石油工程，土木工程，結構工程，化工設備等）納米材料及結構力學行為和設計的數(shù)值模擬近期主要論文：Onstresscalculationsinatomisticsimulations.ModellingandSimulationinMaterialsScienceandEngineering,2006.14(3):p.423-431.Anatomisticsimulationmethodcombiningmoleculardynamicswithfiniteelementtechnique.ChaosSolitons&Fractals,2006.30(4):p.791-796.Modelingandsimulationofhydraulicfracturingpropagationinpermeablereservoirs.KeyEngineeringMaterials,2006.324-325:p.383-386.Simulationoftheelasticresponseandthebucklingmodesofsingle-walledcarbonnanotubes.ComputationalMaterialsScience,2005.32(2):p.141-146.Asemi-analyticalalgorithmfortheevaluationofthenearlysingularintegralsinthree-dimensionalboundaryelementmethods.ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,2005.194(9-11):p.1057-1074.Atomisticsimulationofthetorsiondeformationofcarbonnanotubes.ModellingandSimulationinMaterialsScienceandEngineering,2004.12(6):p.1099-1107

總序

前言

第1章 緒論

1.1 自然現(xiàn)象的數(shù)學模型

1.2 問題的提法和分類

1.3 偏微分方程的分類

第2章 自然離散問題

2.1 幾個簡例

2.2 平面桁架問題

2.3 坐標轉換、邊界條件、求解離散問題的步驟

2.4 平面剛架問題

2.5 二維穩(wěn)態(tài)熱傳導問題

2.6 彈性力學平面問題

第3章 計算程序結構

3.1 引言

3.2 數(shù)據(jù)輸入

3.3 元件分析和總體方程組裝

3.4 施加邊界條件，方程組求解

3.5 計算實例分析

第4章 連續(xù)問題近似解法概述

4.1 有限差分法

4.2 加權余量法

4.3 變分方法

第5章 有限元法的一般概念

5.1 引言

5.2 分片定義試函數(shù)和有限元法

5.3 二維問題有限元法的概念

第6章 有限元基本形狀和形函數(shù)

6.1 基本概念

6.2 C0階矩形有限元形函數(shù)

6.3 C0階三角形單元形函數(shù)

6.4 C0階階譜形函數(shù)（Hierachical Function）

6.5 Hermit插值函數(shù)和C1階形函數(shù)

第7章 等參單元和數(shù)值積分

7.1 引言

7.2 等參單元

7.3 等參單元的矩陣計算

7.4 數(shù)值積分

第8章 非線性問題初步

8.1 基本概念

8.2 幾個簡單例題

8.3 非線性方程解法

8.4 簡單桁架的大變形和失穩(wěn)問題

第9章 有限元法應用實例

9.1 引言

9.2 線性問題實例

9.3 非線性問題實例

第10章 邊界元法

10.1 勢場問題的邊界元法

10.2 彈性力學問題邊界元法

第11章 有限差分法

11.1 一維拋物線型偏微分方程的有限差分法

11.2 二維拋物線型偏微分方程的有限差分法

11.3 雙曲線型偏微分方程的有限差分法

11.4 橢圓型偏微分方程的有限差分法

第12章 分子動力學方法初步

12.1 引言

12.2 微正則系綜分子動力學方法

12.3 溫度和壓力控制方法

12.4 分子動力學計算實例

主要參考書目 2100433B

本書內(nèi)容包括：計算流體力學的特點和意義，流體力學基本方程及其分類，發(fā)展型偏微分方程有限差分和有限體積方法的基本概念、重要性質(zhì)和典型算法，貼體網(wǎng)格生成基礎，激波的數(shù)值計算理論，可壓縮流動的典型計算方法，不可壓縮流動的數(shù)值計算方法初步。

本書首先介紹了計算流體力學的基礎知識，然后通過四個精心挑選的例子介紹了計算流體力學中的重要方法和處理技巧。這些例子都有理論上的解析解，讀者可以將CFD計算的結果與解析解進行對比，從而更深入地了解CFD的基本概念、思路、方法、用途和優(yōu)缺點。在此基礎上，本書的最后一部分介紹了計算流體力學中的幾個前沿問題。本書選擇和編排內(nèi)容的這種方式非常適合沒有接觸或者很少接觸計算流體力學的讀者。無論是各專業(yè)的學生，還是不同領域的科研和工程技術人員，本書都能夠使讀者從基本概念出發(fā)，一步一步地進入到計算流體力學的整個領域，掌握其中的概念、方法和應用技巧。

本書是計算流體力學(CFD)方面的入門書。這些例子都有理論上的解析解，讀者可以將CFD計算的結果與解析解進行對比，從而更深入地了解CFD的基本概念、思路、方法、用途和優(yōu)缺點。在此基礎上，本書的最后一部分介紹了計算流體力學中的幾個前沿問題。本書選擇和編排內(nèi)容的這種方式非常適合沒有接觸或者很少接觸計算流體力學的讀者。無論是各專業(yè)的學生，還是不同領域的科研和工程技術人員，本書都能夠使讀者從基本概念出發(fā)，一步一步地進入到計算流體力學的整個領域，掌握其中的概念、方法和應用技巧。 本書既可作為力學專業(yè)高年級本科生和非力學專業(yè)研究生教材，也可作為航空航天、動力工程、建筑、水利、環(huán)境等專業(yè)科研和工程技術人員的參考讀物。