典型碰撞振动系统的非线性动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冯进钤著 著

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• 工程力学
• 机械振动
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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030553294

商品编码：24050180457

出版时间：2018-01-01

作  者:冯进钤 著 定  价:80 出 版 社:科学出版社 出版日期:2018年01月01日 页  数:152 装  帧:平装 ISBN:9787030553294 ●前言
●第1章 非光滑动力系统简介 1
●1.1 非光滑系统研究的背景与意义 1
●1.2 非光滑系统的研究概况 3
●1.2.1 碰撞振动系统动力学 3
●1.2.2 分段光滑系统动力学 5
●1.2.3 Filippov系统动力学 6
●1.2.4 随机非光滑系统动力学 7
●1.3 非光滑动力系统的基本理论 7
●1.3.1 非光滑动力系统的分类 7
●1.3.2 非光滑系统解的理论 9
●1.3.3 非光滑动力系统的稳定性与分岔 10
●参考文献 13
●第2章 不连续映射及其应用 22
●2.1 不连续映射介绍 22
●2.2 跳跃映射 22
●2.3 碰撞振动系统的Lyapunov指数 24
●2.3.1 n维碰撞振动系统的Lyapunov指数 25
●2.3.2 Lyapunov指数 26
●2.4 基于Lyapunov指数的稳定性与分岔 27
●部分目录

内容简介

本书主要介绍碰撞振动系统的非线性动力学。以典型的非线性碰撞振动系统为研究对象，介绍不连续映射、随机响应与随机分叉等动力学方法与研究成果。同时，介绍碰撞振动系统的全局动力学，包括Melnikov方法和胞映射方法等解析和数值方法。本书共五章：靠前章是碰撞振动系统简介，第2章介绍不连续映射及其应用，第3章介绍随机响应与随机分叉，第4章介绍Melnikov方法及其应用，第5章介绍胞映射方法。

好的，这是一份关于一本假设的、与“典型碰撞振动系统的非线性动力学”无关的图书的详细简介，旨在涵盖广泛的物理和工程领域，风格自然、详实。 --- 书名： 广义流体结构耦合的数值建模与实验验证 作者： [此处可替换为一位资深学者的名字] 出版社： [此处可替换为一家专业学术出版社的名称] ISBN： [此处可替换为一组虚构的ISBN] 页数： 约780页 --- 图书简介： 本书全面深入地探讨了现代工程和物理学中一个至关重要且日益复杂的领域——广义流体结构耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）现象的数值模拟、实验表征与工程应用。该领域的研究焦点在于如何精确地描述和预测流体动力对弹性或塑性结构产生的动态影响，以及结构运动反过来对流场特性造成的回馈作用。 本书的结构设计旨在为研究生、高级研究人员以及从事复杂系统建模的工程师提供一个从基础理论到前沿应用的完整知识体系。内容组织上，首先对FSI问题的物理本质进行了系统的梳理，随后深入讲解了构建高保真数值模型所必需的数学工具与计算方法，并辅以详实的实验技术介绍，最终落脚于实际工程案例的分析。 第一部分：FSI问题的理论基础与分类 本部分首先回顾了固体力学和流体力学的基础方程组，包括Navier-Stokes方程和弹性力学/塑性力学方程。在此基础上，作者详细阐述了FSI耦合的几种主要范式： 1. 弱耦合（One-Way Coupling）： 结构仅受流体载荷影响，流体流动不受结构变形影响。这部分介绍了如何利用已知的流场信息（如压力分布）作为结构分析的输入。 2. 强耦合（Two-Way Coupling）： 流体与结构之间存在双向反馈。重点分析了耦合界面处的运动学和力学边界条件的精确表述，包括滑移边界、粘附边界和渗透边界的数学描述。 3. 广义耦合的扩展： 引入了多相流体、非牛顿流体（如高分子溶液或泥浆）与柔性或多孔结构之间的相互作用。探讨了相变、空化现象在耦合系统中的作用机制。 第二部分：高精度数值模拟方法 本部分是本书的核心，集中于解决FSI问题的计算挑战。作者摒弃了单一网格方法的局限性，重点介绍了先进的、能够处理大幅度结构变形和复杂流体拓扑变化的数值技术。 1. 界面追踪与网格策略： 详细比较了诸如弹簧光滑法（如Immersed Boundary Method, IBM）、重映射法（如Arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE）以及近年来兴起的基于水平集（Level Set）或体积函数（Volume of Fluid, VOF）的界面描述技术。特别关注了ALE方法中网格畸变控制的难题与先进的网格重构算法。 2. 解耦与耦合算法： 深入剖析了求解耦合系统方程组的策略。对比了显式、隐式以及分区（Partitioned）和整体（Monolithic）求解器的优缺点。对于分区求解器，作者详细推导了各种迭代策略（如Schmitz、Bayliss或Newton-Krylov方法）的收敛性分析，并给出了提高迭代稳定性的工程经验。 3. 湍流建模与FSI： 讨论了在模拟高雷诺数FSI问题时，如何选择合适的湍流模型（如RANS、LES或DNS）以及这些模型对计算成本和精度带来的权衡。重点介绍了基于滤波的混合模型在处理瞬态流致振动问题中的应用。 第三部分：实验表征与数据驱动模型 理论模型和数值模拟必须经过严格的实验验证。本部分聚焦于先进的实验技术，用以捕捉和量化流固相互作用过程。 1. 结构动态测量： 详细介绍了高速同步摄像系统、立体粒子图像测速（Stereo-PIV）及其在三维结构变形场重构中的应用，特别是与光纤布拉格光栅（FBG）传感器阵列的集成技术。 2. 流场可视化与量化： 深入探讨了全场流场测量技术，如高频PIV、背景散射技术在捕捉边界层分离、涡旋脱落等瞬态现象时的优化设置。 3. 数据驱动的逆向工程： 引入了现代机器学习方法，如高斯过程回归和神经网络，用于从稀疏或噪声的实验数据中反演流场或结构参数，以验证和修正现有计算模型。 第四部分：前沿工程应用案例分析 本书的最后部分通过多个具有挑战性的工程实例，展示了如何综合运用前述的理论、数值和实验工具来解决实际问题。 1. 生物医学流体动力学： 模拟人工心脏瓣膜的动态开启与关闭过程，分析血液流变性对瓣膜疲劳寿命的影响。探讨了动脉血管壁在脉动血流冲击下的非线性生物力学响应。 2. 航空航天结构气动弹性： 侧重于超音速飞行器颤振（Flutter）的预测与抑制，以及柔性机翼在复杂气流中的非线性气动载荷响应。讨论了边界层分离对结构载荷分布的瞬态影响。 3. 海洋工程与波浪作用： 分析深水系泊系统与大型浮式结构（如海上风机基础）在极端海况下的运动响应。重点关注了砰击（Slamming）载荷的数值重构及其对结构耐久性的影响。 4. 柔性机械臂与机器人的控制： 将FSI概念应用于柔顺机器人学，设计能够在复杂流体环境中（如水下或高粘度介质中）稳定操作的机器人末端执行器，解决由流体力矩变化引起的不稳定控制问题。 结论与展望： 全书最后总结了当前FSI研究面临的关键挑战，包括模型简化、计算效率与高保真模拟的平衡，并对未来在AI辅助建模、自适应网格技术以及多尺度耦合研究方向的发展趋势进行了展望。 本书结构严谨，理论深度与工程实用性兼备，是流体力学、结构工程、计算科学等交叉学科领域研究者不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些主要从事结构动力学应用的研究人员来说，选择一本合适的参考书，关键在于它提供的框架是否易于转化成可操作的工程模型。这本书的排版风格非常严谨，图表清晰，数学符号的使用也符合国际惯例，这对于跨国合作的交流至关重要。我比较关注的是它对阻尼模型的处理，因为在实际的工程结构中，阻尼往往是影响系统稳定性和响应特性的决定性因素，而线性阻尼又往往过于简化。如果这本书能详细介绍几种先进的非线性阻尼理论，并提供相应的软件实现思路，那这本书的实用价值就会大大提升。另外，我对它关于参数辨识和不确定性量化的章节很感兴趣，毕竟任何模型都存在误差，如何量化这种误差并作出稳健的设计，是工程师永恒的课题。

评分☆☆☆☆☆

从一个初学者的角度来看，这本书的难度系数似乎不低，它要求读者对基础的常微分方程和傅里叶分析有扎实的掌握。不过，如果它能通过精心设计的例题，引导读者逐步建立起对非线性现象的直观理解，那么即使有一定的门槛也是值得跨越的。我个人很希望看到一些历史上的经典“陷阱”案例被重新用非线性理论来剖析，比如某些著名的不稳定问题是如何从线性视角被误读的。这种“拨乱反正”式的讲解，往往比平铺直叙的理论介绍更能加深印象。我倾向于那些能够激发思考、而不是仅仅提供答案的教材，希望这本书能提供足够多的启发，让我能够跳出既有的思维定势，用更全面的视角去看待机械系统的振动行为。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺吸引人的，那种深邃的蓝色调配上一些几何图形的抽象元素，让人立刻联想到物理学中的复杂系统。我一直对材料力学和振动理论抱有浓厚的兴趣，特别是当涉及到非线性效应时。这本书的定价在一众专业教材中算是比较合理的，而且纸张的质感也相当不错，拿在手里沉甸甸的，感觉内容应该会很扎实。书本的装帧很精美，侧边裁切得非常整齐，阅读体验上是一个很好的加分项。我特别留意了一下目录，发现它似乎涵盖了非常广阔的非线性动力学范畴，从基础的数学建模到复杂的混沌现象，都做了初步的勾勒。这让我对接下来的阅读充满了期待，希望它能为我梳理清楚那些缠绕不清的动力学概念。整体来看，它给我的第一印象是：一本制作精良、内容厚重的专业参考书，值得细细品味。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在为我的博士课题寻找一些更前沿的理论支撑，希望能找到一些能够突破传统线性分析框架的工具。翻阅这本书的篇章结构时，我注意到它似乎在介绍一些非常现代的数值计算方法，尤其是在处理高维动力学系统时的策略。我希望它能提供一些关于如何利用现代计算工具来模拟真实世界中那些“不守规矩”的振动现象的实际案例。仅仅停留在解析解的层面显然是不够的，毕竟工程实际中充满了各种边界条件的复杂性。如果这本书能深入探讨诸如庞加莱截面、分岔图这些高级工具的应用，那对我的帮助就太大了。从我已经翻阅的引言部分来看，作者似乎对理论与实践的结合有着深刻的理解，没有陷入纯粹的数学推导的泥沼，而是着眼于实际物理问题的解释力。这种平衡是我最看重的特质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书签和索引做得非常细致，这对于需要快速检索特定公式或概念的读者来说是一个巨大的便利。我尤其欣赏作者在引用参考文献时所表现出的审慎态度，它表明了本书内容是建立在严谨的学术基础之上的，而非凭空臆造。虽然我尚未深入研究其推导过程，但从其逻辑的连贯性上，可以判断出这是一部经过深思熟虑的作品。我期待着能够从中找到关于随机激励下非线性系统的分析方法，因为现实世界中的载荷往往是随机的、不规则的，这使得问题复杂化到了新的层面。总而言之，这本书散发出一种老派的学术严谨性与现代研究前沿相结合的气质，它似乎不仅仅是一本工具书，更像是一次深入探索复杂物理世界的思维导引。