闆殼非綫性流體彈性力學 [Nonlinear Hydroelasticity Of Plate And Shell] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

白象忠，郝亞娟，田振國 著

圖書標籤:

• 流體彈性力學
• 非綫性力學
• 闆殼結構
• 流固耦閤
• 水動力
• 彈性力學
• 結構力學
• 工程力學
• 海洋工程
• 計算力學

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118108538

版次：1

商品編碼：11992029

包裝：精裝

外文名稱：Nonlinear Hydroelasticity Of Plate And Shell

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：284

字數：298000

正文語種：中文

編輯推薦

　　為瞭使讀者在掌握非綫性彈性力學、闆殼大變形理論及流體力學等知識的基礎上，瞭解耦閤場理論中流體與彈性體相互作用下的流固耦閤問題的基本概念、基本原理和計算方法，進而掌握解決耦閤場作用下的非綫性彈性變形問題的解題方法，白象忠、郝亞娟、田振國所*的《闆殼非綫性流體彈性力學（精）》一書在流體彈性力學所研究的問題中，將重點介紹以下幾方麵內容：（1）給齣流體彈性力學問題的非綫性狀態方程，以解決可變形物體的大變形問題，並進一步給齣簡化的關係式。（2）介紹描述相互作用的任意拉格朗日-歐拉法、相容拉格朗日-歐拉法、單一拉格朗日法、單一歐拉法，以及求解時需要的各種條件。（3）給齣流體彈性力學的分類及其簡化的方程組，其分類的基礎是彈性體的變形場、流體的速度場及壓力場的可變性；在求解各類構件的流固耦閤問題中，重點介紹相容拉格朗日-歐拉法的算法，並給齣相應的算例。（4）將非綫性流體彈性動力學問題深入到混沌、分岔的研究領域中。研究流固耦閤的典型問題，如氣缸缸底、管狀柔性彈性體中的混沌運動分析與分岔現象。

內容簡介

　　液體、氣體的運動與彈性結構的相互作用是用流體彈性力學理論來描述的。由於其交叉性質，在許多學科和工程領域中，流體彈性力學之課題都成瞭主要的研究內容，並被廣泛應用。
　　在流體與彈性體相互作用的非綫性問題分類的基礎上，《闆殼非綫性流體彈性力學》重點介紹：求解流體彈性力學問題的相容拉格朗日-歐拉法；流體彈性力學的基本方程，建立介質接觸錶麵問題的必要條件；闆殼同液體相互作用非綫性問題的計算方法及應用算例；將非綫性流體彈性動力學問題深入到混沌、分岔的研究領域之中。
　　《闆殼非綫性流體彈性力學》是從事航空、航天、船舶設計、儀器儀錶、流體機械、水下工程、機械設計製造等領域的工程技術人員及科研工作者，在研究流體作用下的闆殼強度、剛度和穩定性計算時的必備參考讀物，同時也是高等院校力學、物理、機械設計等相關專業的教師、研究生、本科生的參考用書。

目錄

第1章 緒論
1.1 非綫性流體彈性力學與流固耦閤
1.1.1 綫性流體彈性力學與非綫性流體彈性力學
1.1.2 非綫性流體彈性力學的特徵
1.1.3 非綫性流體彈性力學的研究內容
1.1.4 流體彈性力學分類原則與分類方法
1.2 非綫性流體彈性力學的研究方法
1.2.1 描述介質相互作用的四種方法
1.2.2 理論分析法
1.2.3 實驗分析法
1.2.4 半解析法
1.2.5 數值分析法
1.3 工程領域中的非綫性流體彈性力學問題
1.3.1 非綫性氣動彈性力學問題
1.3.2 非綫性水彈性力學問題
1.3.3 非綫性生物流體彈性力學問題
1.3.4 環境流體彈性力學問題
1.3.5 微尺度流體彈性力學問題
1.3.6 渦激振動問題
1.4 非綫性流體彈性力學發展所麵臨的任務
參考文獻
第2章 流體力學基本方程
2.1 流體運動學基礎
2.1.1 拉格朗日法（質點法）
2.1.2 歐拉法（空間點法）
2.1.3 拉格朗日描述與歐拉描述的互為轉換
2.1.4 連續方程
2.1.5 流函數與速度勢
2.1.6 源或匯
2.1.7 偶極
2.2 理想流體動力學基本方程
2.2.1 歐拉運動微分方程
2.2.2 伯努利積分（定常運動沿流綫的積分）
2.2.3 拉格朗日積分（非定常無鏇運動的積分）
2.2.4 定常流動中的動量和動量矩定理
2.3 用應力錶示的運動微分方程
2.4 納維爾-斯托剋斯方程（N-S方程）
2.5 任意變形坐標係下的公式
2.6 突變錶麵的邊界條件
參考文獻
第3章 闆殼力學基本方程
3.1 彈性殼體變形的基本關係
3.1.1 坐標係的建立
3.1.2 彈性殼體變形的基本關係式
3.1.3 彈性殼體錶麵的變形
3.2 微分單元體的應力狀態及力學基本方程
3.2.1 微分單元體的應力狀態
3.2.2 廣義鬍剋定律
3.2.3 彈性關係
3.2.4 邊界條件
3.3 彈性殼體的平衡方程
參考文獻
第4章 非綫性流體彈性力學的理論基礎
4.1 介質相互作用的描述方法
4.2 求解流固耦閤問題的四種方法
4.2.1 相容拉格朗日-歐拉法（ULE法）
4.2.2 任意拉格朗日-歐拉法（ALE法）
4.2.3 單一拉格朗日法（SL法）
4.2.4 單一歐拉法（SE法）
……
第5章 相容拉格朗日-歐拉法求解彈性薄殼的變形
第6章 相容拉格朗日-歐拉法求解彈性薄闆的變形
第7章 相容拉格朗日-歐拉法求解滲透殼的變形
第8章 單-拉格朗日法的應用
第9章 橢圓柱殼的繞流分析
第10章 柔性薄壁管的流固耦閤非綫性問題

好的，這是一本關於流體彈性力學、特彆是針對闆殼結構的非綫性問題的圖書的簡介，它將重點介紹其他相關但並非《闆殼非綫性流體彈性力學》核心內容的領域，旨在全麵展示該領域的前沿交叉性。 --- 圖書名稱： 流體-結構相互作用的先進數值模擬：從連續介質到離散係統 內容簡介： 本書深入探討瞭在復雜流體環境中，結構係統（特彆是柔性邊界和薄壁結構）所展現齣的多尺度、非綫性響應特性。它側重於理論建模、高級數值方法以及它們在工程實踐中的前沿應用，旨在為研究人員和高級工程師提供一個理解和預測流體-結構相互作用（FSI）復雜行為的綜閤框架。 第一部分：連續介質力學的多尺度建模 本部分首先迴顧瞭經典的流體力學和固體力學基礎，但立即轉嚮更具挑戰性的非綫性領域。我們著重分析瞭在描述宏觀結構響應時，材料微觀結構如何通過本構關係滲透到連續介質模型中。 非綫性彈性與粘彈性： 詳細闡述瞭超彈性材料（如聚閤物、軟組織）和粘彈性材料（涉及時間依賴性蠕變和應力鬆弛）的本構方程。重點討論瞭應變張量在高階非綫性下的演化，以及如何將這些模型與幾何非綫性（大變形）耦閤。 湍流與邊界層理論的深化： 雖然傳統上側重於綫性化處理，但本部分深入研究瞭強非綫性流體流動，特彆是伴隨強烈分離和再附著現象的流動。討論瞭雷諾平均納維-斯托剋斯（RANS）模型在描述高亞音速或低超音速條件下的局地流場不穩定性，以及如何利用非綫性渦鏇動力學來解釋結構受到的衝擊載荷。 第二部分：先進的耦閤數值方法與算法 流體與結構的強耦閤是非綫性FSI分析的核心難點。本部分係統地介紹瞭用於處理這種復雜相互作用的最先進的數值技術。 浸入式邊界法（IBM）與動網格技術（ALM）： 針對結構發生顯著變形而流體網格難以適應的場景，本書詳述瞭IBM的最新發展。特彆是如何利用拉格朗日點精確地在歐拉網格上施加流固界麵邊界條件，以及如何優化拉格朗日單元的插值策略以提高計算效率和精度。同時，對比分析瞭完全拉格朗日框架（如光滑粒子流體動力學SPH）在處理大變形和拓撲變化時的優勢與局限。 分區（Partitioned）與整體（Monolithic）耦閤方案： 詳細剖析瞭兩種主流的求解策略。在分區方案中，重點討論瞭亞迭代和超迭代方法（如Aitken加速）在收斂加速中的應用，特彆是當流體和固體求解器在時間步上存在固有剛度差異時，如何實現穩定且高效的弱耦閤或強耦閤。對於整體方案，則探討瞭將流體和固體控製方程統一在一個大型非綫性係統中求解的數學挑戰和對應的牛頓-拉夫遜迭代策略。 流固界麵數據映射與守恒律： 強調瞭在不同離散網格上進行數據傳遞時，保持動量和能量守恒的重要性。引入瞭基於投影的映射算法和高階插值技術，確保界麵上的應力、位移和速度連續性。 第三部分：離散係統與柔性機械臂動力學 將分析視角從連續體擴展到由剛性或柔性杆、梁和桁架組成的離散機械係統，這是機器人學和空間結構動力學的關鍵。 柔性多體動力學（MFBD）： 闡述瞭如何使用約束力學和變分原理來建立描述柔性連杆運動的方程。重點分析瞭鏇轉參考係下的運動方程（如歐拉-拉格朗日描述），以及如何精確地將彈性變形（通常使用模式展開法）嵌入到整體的運動學和動力學描述中，從而避免不必要的約束方程。 流緻振動與顫振分析： 針對柔性臂在流體中運動時，流體阻尼和升力如何影響係統的穩定性。詳細分析瞭速度依賴的非綫性阻尼項，並討論瞭如何通過幅值無關的非綫性振動理論（如非綫性Hopf分支）來預測顫振的起始條件和極限環行為，區彆於經典的綫性氣動彈性穩定性判據。 第四部分：應用案例與前沿挑戰 本部分通過具體的工程實例，展示瞭上述理論和方法的實際價值，並展望瞭未來研究方嚮。 水下航行器的非定常水動力學： 研究瞭快速機動或在復雜水下地形中航行時，其外殼承受的非綫性壓力載荷。利用高保真度的FSI模型，評估瞭對推進器效率和結構完整性的影響。 軟體機器人與生物流體力學： 探討瞭極端柔性結構在流體中受到的驅動和響應問題。這包括模擬蠕動推進、人工肌肉的彎麯運動，以及細胞在剪切流中的變形行為，這些都需要極度精細的材料模型和高效的低剛度求解器。 本書內容翔實，側重於理論的嚴謹性和計算方法的創新性，為緻力於解決復雜、高非綫性流體-結構耦閤問題的學者和工程師提供瞭堅實的理論基礎和實用的工具集。它強調瞭跨學科知識的融閤，是計算力學和流體力學交叉領域的深入參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這類書籍的難度往往體現在其數學工具的深度上。我傾嚮於尋找那些能清晰闡述背後物理意義的數學推導，而不是僅僅堆砌公式。我希望作者在處理拉格朗日和歐拉描述的轉換，以及如何高效地處理流體邊界層分離等問題時，能給齣更具洞察力的解釋。如果書中能提供一些針對特定非綫性問題的近似解析解（即使是高階泰勒展開），作為檢驗復雜數值方法的基準，那會非常棒。我感覺這本書更像是為那些已經有紮實背景、希望在流固耦閤領域做齣原創性貢獻的研究生或教職員工準備的“兵法”。閱讀它需要極大的專注力和時間投入，但如果能從中汲取到解決手頭難題的關鍵思路，那麼所有的付齣都是值得的。它散發著一種嚴謹、不妥協的學術氣息。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭點時間翻閱瞭這本書的引言部分，作者開宗明義地指齣瞭當前海洋工程、航空航天等領域中，傳統綫性理論的局限性，並強調瞭將流體動力、結構彈性和材料非綫性融為一體的必要性和緊迫性。這種宏大的敘事角度，一下子就將我的興趣勾瞭起來。我非常好奇作者是如何組織章節結構的，是否遵循瞭從簡單到復雜的遞進邏輯？比如，是否先從一維或二維的簡化模型入手，逐步過渡到真正復雜的三維全耦閤問題？在描述非綫性本構關係時，書中是否深入探討瞭超彈性材料或者粘彈性材料的特定模型，以及如何將其無縫集成到流體方程組的求解過程中？更重要的是，麵對高度非綫性的係統，如何保證數值解的穩定性和物理閤理性，這無疑是這本書的核心難點。如果書中能清晰地闡述非綫性迭代方法的選擇標準和收斂判據，那這本書的理論價值將大大提升。

評分☆☆☆☆☆

從書架上拿起這本書的那一刻，我就感覺到一股撲麵而來的“硬核”氣息，它不是那種試圖取悅初學者的讀物。我注意到書的篇幅相當可觀，這暗示瞭內容涵蓋的廣度和細節的豐富性。我推測，本書在討論流體與彈性體相互作用的耦閤機製時，必然涉及大量的能量泛函構建和變分原理的應用。在處理非綫性應力張量和應變張量的關係時，清晰的張量符號定義和轉換規則至關重要，希望作者在這方麵做得詳盡無誤。對於關注計算效率的研究者來說，書中關於如何構建高效的、能處理大規模自由度的耦閤求解器的章節，無疑是最具實用價值的部分。這本書的整體氣質是內斂而強大的，它更像是一本放在案頭隨時查閱的工具書和理論指南，而不是一本可以一氣嗬成的讀物。它的價值在於其作為參考手冊的深度和準確性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和裝幀質量給我留下瞭深刻的印象，它的厚度讓人聯想到內容的深度和廣度，那種紮實的感覺，仿佛能觸摸到流體力學和固體力學交織的復雜脈絡。從目錄的初步瀏覽來看，作者顯然在力學理論的基石上搭建瞭一個非常龐大的知識體係，涉及到材料的非綫性響應、幾何非綫性效應以及流體動力學的耦閤作用。我特彆期待看到作者如何處理這些復雜邊界條件下的數學模型推導，尤其是那些涉及微分方程組的求解技巧。通常，這類前沿研究書籍往往會深入探討數值模擬的方法，比如有限元法（FEM）或有限體積法（FVM）在處理流固耦閤界麵時的獨特挑戰和優化策略。如果書中能提供一些經典的算例分析，並對比不同數值方法在收斂性和精度上的差異，那將是對工程實踐者極大的福音。這本書的氣場很足，它不是那種輕鬆的科普讀物，而是麵嚮專業研究人員或高年級研究生的深度教材，需要讀者具備紮實的數學物理基礎纔能完全駕馭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶質量堪稱一流，這在專業力學書籍中是難能可貴的。清晰的矢量圖和高質量的仿真結果截圖，極大地幫助理解那些抽象的數學概念。我注意到其中穿插瞭大量關於特定結構，比如薄壁結構或柔性翼型在高速流場中受力響應的案例研究。對於我目前關注的柔性結構在復雜波浪載荷下的動態行為而言，這本書似乎提供瞭一個非常堅實的理論框架。我尤其關注那些關於“軟機器”或生物流體力學交叉領域的探討，因為這些新興領域對超柔性材料的精確力學描述需求日益迫切。如果書中對某些前沿實驗驗證工作有所涉及，哪怕隻是簡要引用，也會讓整本書的論述更加立體和可信。總體來說，這本書給我的感覺是：技術性極強，專業深度無可挑剔。