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計算多物理場及其應用 版權信息
- ISBN：9787030791115
- 條形碼：9787030791115 ; 978-7-03-079111-5
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
計算多物理場及其應用 內容簡介
本書緊緊圍繞多物理場耦合技術在近年來的發展和實際應用，詳細介紹了多物理場耦合的基本理論知識，包括基本方程、網格生成、離散方法以及多物理場耦合分析方法與實踐，討論了熱流耦合、流固耦合、熱彈耦合、聲振耦合、力電耦合、電磁耦合等不同學科間耦合的基本理論及其計算方法，書中內容難易適中，同時兼顧深度和廣度，可滿足不同層次和領域讀者的需求。
計算多物理場及其應用 目錄
目錄前言第1章 緒論 11.1 多物理場問題概述 11.1.1 計算多物理場應用 11.1.2 熱應力耦合 31.1.3 結構聲耦合 31.1.4 流聲耦合 41.2 數值模擬技術及求解過程 61.2.1 PDE的數值計算 71.2.2 PDE系統的數學性質 81.3 數值求解方法的性質 101.3.1 一致性 101.3.2 穩定性 101.3.3 收斂性 101.3.4 守恒性 111.3.5 有界性 111.3.6 可靠性 111.3.7 精確性 111.4 計算多物理場技術與應用 12思考題及習題 13第2章 多物理場問題的基本方程 142.1 流體力學基本方程 142.1.1 流體力學的基本方程 142.1.2 一般偏微分方程的分類 262.1.3 模型方程及其性質 312.2 固體動力學基本方程 372.2.1 平衡方程 372.2.2 幾何方程 392.2.3 本構方程 402.3 聲學基本方程 402.3.1 聲學波動方程 412.3.2 速度勢 432.3.3 平面波 442.3.4 柱坐標系和球坐標系下的聲波動方程 452.4 電磁場基本方程 472.4.1 麥克斯韋方程組 472.4.2 電磁場的本構方程 502.4.3 時變電磁場的定解問題 522.4.4 靜態電磁場的定解問題 53思考題及習題 54第3章 網格生成技術 553.1 概述 553.1.1 網格劃分技術 553.1.2 網格劃分要求 553.1.3 網格分類 563.1.4 網格生成技術的發展歷程 573.2 結構化網格生成方法 613.2.1 代數網格生成方法 613.2.2 貼體網格生成方法 633.2.3 橢圓型方程的網格生成方法 663.3 非結構化網格生成方法 673.3.1 陣面推進法 673.3.2 Delaunay三角化方法 723.3.3 基于四叉樹/八叉樹的網格生成方法 733.4 混合網格生成方法 743.4.1 層推進方法 743.4.2 求解雙*型方程方法 753.4.3 基于各向異性四面體網格聚合的三棱柱網格生成方法 783.4.4 非結構化四邊形/六面體網格生成方法 803.5 網格優化技術 813.5.1 彈簧松弛法 813.5.2 Delaunay變換技術 823.5.3 多方向推進技術 823.5.4 局部推進步長光滑 843.6 小結 853.6.1 網格生成技術未來發展趨勢 853.6.2 網格生成技術中的關鍵問題 863.6.3 網格生成技術未來展望 88思考題及習題 89第4章 離散方法基礎 904.1 有限差分法 904.1.1 導數的差分近似 904.1.2 一維彌散方程的差分格式 924.1.3 二維彌散方程的差分格式 974.2 有限體積法 984.2.1 導數的差分近似 994.2.2 對流擴散方程的基本離散格式 1014.3 有限元法 1044.3.1 定義 1044.3.2 計算有限元公式的推導 1054.3.3 離散化建立有限元方程 1054.3.4 有限元應用 1084.3.5 有限元法分析計算 110思考題及習題 111第5章 多物理場耦合分析方法與實踐 1125.1 強耦合方法 1125.1.1 強耦合方法的優劣 1135.1.2 通過材料屬性體現的多物理場強耦合問題 1135.1.3 通過求解域的大變形體現的多物理場強耦合問題 1145.1.4 通過邊界條件體現的多物理場強耦合問題 1145.1.5 具有相關接口自由度的直接接口耦合方法 1145.1.6 基于多點約束方程的強耦合方法 1165.1.7 基于拉格朗日乘子的強耦合方法 1175.1.8 基于懲罰函數法的強耦合方法 1185.2 弱耦合方法 1195.2.1 弱耦合方法的特征和定義 1195.2.2 弱耦合方法的求解過程與控制 1195.2.3 實現弱耦合的方式 1205.3 瞬態多物理場問題的時間積分方案 1205.3.1 自動時間步進和等分方案 1205.3.2 PMA方法(基于紐馬克β法) 1215.3.3 a方法 1225.4 多物理場問題的高性能計算 1245.4.1 弱耦合方法的關鍵技術 1245.4.2 Intersolver耦合技術 133思考題及習題 135第6章 熱流耦合數值模擬 1366.1 熱流耦合過程控制方程 1366.2 熱流耦合求解方法 1366.2.1 流場的數值解法分類 1366.2.2 基于壓力的算法 1386.3 非結構化網格SIMPLE算法 1386.3.1 非結構化網格上的方程離散 1396.3.2 對流項的高階離散格式 1416.3.3 代數方程組解法 1426.3.4 界面流速的動量插值法 1436.3.5 全速度 SIMPLE 算法 1446.3.6 計算流程 1466.3.7 全速度算例考核 147思考題及習題 148第7章 流固耦合計算 1497.1 流固耦合控制方程 1497.1.1 流體控制方程 1497.1.2 固體控制方程 1507.1.3 流固耦合方程 1507.2 流固耦合分析方法 1507.2.1 求解方法 1507.2.2 單向流固耦合分析 1517.2.3 雙向流固耦合分析 1527.2.4 界面數據傳遞 1537.2.5 網格映射和數據交換類型 1547.3 動網格技術 1557.4 ANSYS流固耦合模擬 1587.4.1 CFX+Mechanical APDL單向流固耦合基本設置 1597.4.2 FLUENT+ANSYS單向流固耦合基本設置 1607.4.3 通過ANSYS Mechanical APDL Product Launcher設置MFX分析 1617.5 流固耦合應用案例 1627.5.1 橫向受迫振蕩圓柱流固耦合 1627.5.2 管路流致振動 1667.5.3 平板流激振動 172思考題及習題 177第8章 熱彈耦合計算 1788.1 熱彈性力學主要問題 1788.2 熱彈耦合控制方程 1798.2.1 熱傳導基本方程 1798.2.2 熱傳導邊界條件 1818.2.3 彈性力學基本方程 1828.2.4 熱彈耦合本構方程 1858.3 熱彈耦合問題的有限元求解 1868.3.1 有限元離散 1868.3.2 有限元求解 1898.4 熱彈耦合問題其他求解方法 1918.4.1 能量法 1918.4.2 微分求積法 1948.5 功能梯度結構熱彈耦合分析 1978.5.1 功能梯度材料屬性 1978.5.2 熱環境及熱邊界 1998.5.3 彈性板動力學方程 2008.5.4 數值算例 202思考題及習題 203第9章 聲振耦合計算 2049.1 聲振耦合控制方程 2049.1.1 結構振動控制方程 2049.1.2 聲場控制方程 2099.1.3 聲固耦合方程 2139.2 聲振耦合計算方法 2149.2.1 聲輻射計算方法 2149.2.2 LMS Virtual.Lab聲學計算 2169.2.3 聲輻射計算的完美匹配層方法 2189.3 聲振耦合應用案例 2199.3.1 平板聲輻射計算 2199.3.2 圓柱殼水下聲輻射計算 2209.3.3 封閉聲腔結構聲耦合系統 222思考題及習題 225第10章 力電耦合計算 22610.1 力電耦合理論及其材料 22610.1.1 力電耦合理論 22610.1.2 壓電材料 22910.2 壓電效應及其計算 23310.3 電致伸縮效應及其計算 24110.3.1 電致伸縮系數 24110.3.2 電致伸縮方程 24410.4 力電耦合的分子動力學算法 24710.4.1 分子動力學方法簡介 24710.4.2 分子動力學方法發展 24910.4.3 壓電材料分子動力學研究現狀 24910.4.4 分子動力學方法原理 25010.4.5 邊界條件及初始條件 25110.4.6 常用系綜 25110.4.7 系統控制和調節方法 25210.4.8 分子動力學模擬相關細節 25210.4.9 典型分子動力學模擬步驟 25410.4.10 鈦酸鋇晶體壓電常數的分子動力學模擬 25410.5 力電耦合算例 25710.5.1 壓電復合材料性能分析 25710.5.2 孔洞對電致伸縮材料蠕變特性的影響 263思考題及習題 267第11章 電磁耦合計算 26811.1 電磁感應現象 26811.2 電磁感應定律 27711.3 電磁耦合現象 28511.4 互感與自感 29511.4.1 互感 29511.4.2 自感 29911.5 似穩電路和暫態過程 30811.5.1 似穩電路 30811.5.2 暫態過程 31311.6 無刷雙饋電機的電磁耦合現象 31811.6.1 無刷雙饋電機的基本結構 31811.6.2 無刷雙饋電機的數學模型 32111.6.3 無刷雙饋電機定子繞組間的直接耦合電感分析 324思考題及習題 332參考文獻 333
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