目錄上篇 多場耦合基本方法與理論第1章 耦合場理論概述31.1 耦合及耦合問題31.2 耦合問題的分類41.3 耦合問題的基本特征71.3.1 物理模型上的基本特征71.3.2 數學模型上的基本特征81.4 多場耦合力學問題及其特征101.4.1 多場耦合力學概述101.4.2 多場耦合力學問題的基本特征131.5 多場耦合力學問題的基本理論及模型151.5.1 基于場方程的理論模型建立151.5.2 基于圖形場唯象概念的理論模型建立18參考文獻21第2章 多場問題的基本場方程與模型232.1 固體與結構力學問題232.1.1 固體的變形描述232.1.2 固體變形的力學基本定律262.1.3 本構關系262.1.4 邊界條件及初始條件302.2 溫度場問題312.2.1 熱傳導方程312.2.2 邊界條件及初始條件322.3 電磁場問題332.3.1 Maxwell電磁場方程332.3.2 電磁本構關系342.3.3 電磁場跳變條件362.4 流體力學問題362.4.1 流體運動的兩種描述方法372.4.2 流體力學基本方程382.4.3 流體的本構關系及狀態方程392.4.4 邊界條件及初始條件402.5 聲場問題412.5.1 聲場基本方程412.5.2 方程線性化422.5.3 邊界條件及初始條件42參考文獻43第3章 一些典型的兩場耦合力學問題及其特征443.1 熱彈性耦合問題443.1.1 耦合場基本方程453.1.2 耦合效應及特征463.2 流固耦合問題473.2.1 耦合場基本方程493.2.2 耦合效應及特征503.2.3 空氣彈性耦合問題及方程503.2.4 聲結構耦合問題及方程523.3 電磁固體力學耦合問題543.3.1 耦合場基本方程553.3.2 電磁固體力學本構關系573.3.3 耦合效應及特征593.3.4 電彈性耦合問題及方程603.3.5 磁彈性耦合問題及方程663.4 電磁流變力學耦合問題733.4.1 耦合場基本方程743.4.2 耦合效應及特征76參考文獻77第4章 三場及多場耦合力學問題804.1 高速飛行器氣動熱力耦合問題804.1.1 耦合模型及基本方程814.1.2 耦合效應及特征844.2 電子器件電磁熱力耦合問題854.2.1 耦合模型及基本方程874.2.2 耦合效應及特征894.3 鐵磁介質磁熱力耦合問題894.3.1 耦合模型及基本方程904.3.2 耦合效應及特征944.4 超導材料電磁熱力耦合問題954.4.1 耦合模型及基本方程974.4.2 耦合效應及特征1004.5 智能軟材料熱電化學力耦合問題1024.5.1 智能軟材料及分類1024.5.2 耦合模型及基本方程1054.5.3 耦合效應及特征1084.6 多孔介質的滲流溫度變形耦合問題1084.6.1 多孔介質的多場性能1094.6.2 耦合模型及基本方程1114.6.3 耦合效應及特征113參考文獻114第5章 多場耦合問題的一般解法1165.1 耦合問題的一般解法1165.2 耦合問題的分場降維解法1185.2.1 準靜態耦合問題1185.2.2 動力學耦合問題1205.3 耦合問題的合場統一解法1245.3.1 準靜態耦合問題1255.3.2 動力學耦合問題1255.4 分場降維解法與合場統一解法的比較127參考文獻128第6章 多場耦合問題的數值離散化方法1306.1 微分方程的數值計算概述1306.1.1 數值計算的一般流程1306.1.2 數值計算相關的基本特征1326.1.3 數值計算中的主要誤差來源1336.2 多場耦合問題空間域的數值離散化方法1346.2.1 空間域離散——網格與節點1346.2.2 空間域離散——微分方程1386.3 瞬態多場耦合問題時間域的數值離散化方法1436.3.1 單時間步的離散方法1446.3.2 高階精度的時間步離散方法1456.3.3 多時間步的離散方法1486.3.4 高階時間導數的離散方法1496.4 邊界耦合問題的移動邊界數值方法1516.4.1 動網格方法1526.4.2 流固耦合問題的浸入邊界法1556.5 耦合問題中的時空多尺度數值方法1586.5.1 時空多尺度特征1586.5.2 空間多尺度的一般離散方法1596.5.3 時間多尺度的一般離散方法1626.6 耦合及多非線性問題的數值方法1636.6.1 非線性代數方程組的一般形式1636.6.2 解非線性方程組的基本概念及幾類**方法1656.6.3 其他改進方法172參考文獻173下篇 多場耦合力學應用第7章 鐵磁介質與結構的磁熱力多場耦合行為1777.1 鐵磁梁結構的磁熱力耦合問題的解析求解1777.1.1 耦合場理論模型1777.1.2 復雜磁場環境中鐵磁梁式板的磁力分布1817.1.3 鐵磁梁式板的磁熱力耦合穩定性問題及求解1837.2 鐵磁薄板的磁力耦合動力學行為及磁阻尼效應1867.2.1 耦合場理論模型1877.2.2 耦合效應下的磁力分析1887.2.3 鐵磁薄板的磁力耦合動力學問題求解1907.3 鐵磁薄殼的磁熱力多場耦合理論及數值模擬1937.3.1 磁熱力耦合廣義變分模型1947.3.2 磁熱力耦合問題有限元數值模型2017.3.3 鐵磁薄殼的多場耦合行為模擬206參考文獻211第8章 磁敏功能復合材料與結構的多場耦合行為2128.1 磁敏多相復合材料的磁電熱力多場性能參數表征2128.1.1 磁敏三相復合材料的多場耦合性能2138.1.2 多場有效性能的有限元法數值模型2158.1.3 多場性能參數預測2178.2 磁敏功能復合軟材料的磁力耦合特征2228.2.1 微觀結構特征2228.2.2 宏觀耦合特征2238.3 磁敏功能復合軟材料的磁熱力耦合行為2268.3.1 剪切變形模式下的多場耦合理論模型2268.3.2 多場行為預測2298.4 磁敏仿生結構的磁流固耦合行為模擬2318.4.1 磁驅動的仿生魚結構設計2318.4.2 磁流固耦合模型及有限元求解2328.4.3 仿生魚多場行為模擬236參考文獻238第9章 鐵磁形狀記憶合金的磁力耦合行為2409.1 鐵磁形狀記憶合金材料的基本特性2419.1.1 磁致大變形效應2419.1.2 形狀記憶效應2429.1.3 力學性能2429.2 鐵磁形狀記憶合金馬氏體變體重定向的磁力耦合模型2439.2.1 馬氏體變體重定向過程的應力與應變表征2439.2.2 耦合系統的熱力學本構模型2459.3 磁場與應力共同作用下的磁力耦合行為分析2489.3.1 兩場作用下的馬氏體重定向演化模型2489.3.2 磁力耦合行為模擬250參考文獻255第10章 鐵電功能材料的相變及電力耦合行為25610.1 鐵電功能材料的相變動力學及宏觀性能25610.1.1 鐵電反鐵電相變的熱力學唯象模型25610.1.2 靜水壓力下鐵電材料PZT95/5的宏觀性能25910.2 鐵電材料的相變放電及電擊穿失效26210.2.1 PZT95/5靜電場下的電擊穿失效26210.2.2 沖擊載荷下的相變放電過程26410.2.3 沖擊載荷下的電擊穿失效預測26610.3 鐵電材料電力耦合作用下的相變和疇變微結構演化26910.3.1 相場方法及有限元模型26910.3.2 弛豫鐵電材料的微結構演化數值仿真273參考文獻279第11章 超導復合材料與結構的廣義熱彈性及磁力耦合行為28111.1 基于力學響應的超導復合材料失超預測28111.1.1 超導材料的臨界特性及失超28111.1.2 失超的廣義熱彈性理論模型28311.1.3 耦合場有限元模型28611.1.4 超導復合帶材的熱觸發失超及演化模擬28711.2 超導復合帶材的熱彈及塑性行為29211.2.1 基本控制方程29211.2.2 3D/2D混合維度有限元模型及模擬過程29311.2.3 數值模擬結果29611.3 超導復合磁體結構的磁力耦合行為多尺度有限元模擬29811.3.1 超導磁體的磁力耦合模型29911.3.2 超導復合磁體的多尺度耦合有限元模型30011.3.3 數值模擬結果306參考文獻309第12章 高速旋轉柔性結構空氣彈性耦合行為31112.1 高速旋轉圓盤的空氣彈性耦合動力學穩定性31112.1.1 耦合動力學模型31112.1.2 基于模態展開的耦合場統一解法31312.1.3 兩類動力學穩定性現象的預測31812.2 高速旋轉圓盤顫振失穩的反饋控制32212.2.1 耦合動力學模型32212.2.2 基于模態展開的耦合場統一解法32412.2.3 顫振失穩的反饋控制32412.3 旋轉柔性圓盤的空氣彈性耦合動力學模擬軟件研發32812.3.1 問題描述和軟件基本框架32812.3.2 應用平臺和軟件功能32912.3.3 軟件界面簡介331參考文獻335