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图书分类

Book classification
  1. 工程数值分析是结构专业研究生重要的专业技能,也是综合了数学、计算力学与工程学的交叉科学。本教材针对结构工程的典型专题问题,内容包括并行运算的概念和实现方法、数据分析与处理技术、建筑结构抗震性能数值分析方法,结构多尺度弹塑性损伤分析方法,结构倒塌破坏分析方法,结构风致振动数值分析方法,建筑数值风洞分析方法等,旨在培养研究生的数值分析方案策划能力,提高研究生探索解决结构工程专业问题的科研能力。
  2. 工程结构数值分析(Numerical Analysis) 是结合计算机和计算力学方法求解工程(产品)结构的强度、刚度、稳定性、动力响应、热传导、多体接触、弹塑性变形、绕流现象、流固耦合及性能优化等问题的分析技术,是集合了多种学科知识的工具,也是庞大的科学知识体系的整合。因此,工程结构数值分析技术的应用,也是知识深化、学习的快捷过程。
    时至今日,结构数值分析已经形成了独立的学科范畴,涵盖了计算数学、计算力学和计算几何
    等多个复杂的学科领域。可以预测,随着科学的发展,结构数值分析对各行各业的影响将会进一步加大,并且可能上升到国家科技发展的战略高度。对广大科技工作者而言,数值分析将会成为科研和生产的强大助力和催化剂。本书面向典型结构工程问题,结合结构数值分析技术的实际应用,必将对工程师、研究生和科研工作者提供强有力的帮助。
    本书作者长期结合研究工作开展工程结构数值分析,具有丰富的经验、娴熟的技巧和扎实的理论功底。本书既是数值分析技术的应用学习教程,也可作为广大结构工程专业的理论学习参考书。
    本书的出版必将对提高工程师、研究生解决结构专业复杂问题的数值分析能力起到助推作用。
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  1. 第1 章 并行计算方法
    1.1 并行计算概述/001
    1.1.1 计算平台的变革/001
    1.1.2 并行计算的基本概念/002
    1.2 并行计算的性能分析/004
    1.2.1 性能损失的原因/004
    1.2.2 相关性与粒度 /005
    1.2.3 性能的评价/006
    1.2.4 认识并行计算机/007
    1.3 有限元法中并行计算的基本框架/008
    参考文献/009
    第2 章 有限元基础理论
    2.1 基于位移的有限单元法的基本概念及有限元列式/010
    2.1.1 变分原理/010
    2.1.2 可变形固体静力问题的控制方程的一般表达式/011
    2.1.3 等效积分弱形式/012
    2.1.4 基于位移的有限单元法/013
    2.2 有限元分析的离散方式与单元选择/014
    2.2.1 梁杆结构/014
    2.2.2 连续体结构/016
    2.3 有限元方法的并行性/020
    2.3.1 空间上的并行/020
    2.3.2 时间上的并行/021
    参考文献/022
    第3 章 建筑结构抗震分析
    3.1 常用的建筑结构抗震分析方法及原理/024
    3.1.1 底部剪力法/024
    3.1.2 反应谱分析法/025
    3.1.3 动力分析法/027
    3.1.4 静力弹塑性分析/029
    3.2 静力弹塑性分析的分析控制参数/030
    3.2.1 静力弹塑性分析原理/030
    3.2.2 荷载工况/031
    3.2.3 加强层的设置/032
    3.3 塑性铰的定义与设置/032
    3.4 侧向荷载加载模式/033
    3.5 能量谱曲线及性能点/033
    3.6 工程实例/034
    3.6.1 工程背景/034
    3.6.2 计算模型的建立/035
    3.6.3 加载方式的选择/036
    3.6.4 Pushover分析结果/036
    3.6.5 结论及建议/042
    第4章 结构损伤和破坏分析
    4.1 工程结构损伤和破坏分析的应用背景/044
    4.2 非线性分析中常用的数值算法/047
    4.2.1 结构非线性分析/047
    4.2.2 静力分析/048
    4.2.3 动力分析/050
    4.3 边界条件/052
    4.3.1 接触边界/052
    4.3.2 混尺度模型的建立/053
    4.4 工程实例/053
    4.4.1 复杂节点的混尺度分析/053
    4.4.2 构件的滞回分析/059
    4.4.3 桥梁墩柱受落石撞击分析/060
    4.4.4 多层生土房屋的地震倒塌分析/071
    参考文献/077
    第5章 建筑结构风致振动
    5.1 风对结构的作用/078
    5.2 作用于结构上的风荷载/079
    5.2.1 平均风荷载/079
    5.2.2 动态风荷载/082
    5.3 建筑结构风振计算及等效静力风荷载/083
    5.3.1 建筑结构风振响应/083
    5.3.2 等效静力风荷载研究/085
    5.3.3 建筑结构风振控制/086
    5.4 工程实例/087
    5.4.1 研究对象/087
    5.4.2 风洞试验/087
    5.4.3 风振响应分析/089
    5.4.4 等效静力风荷载计算分析/089
    参考文献/092
    第6章 结构风工程CFD模拟与流固耦合
    6.1 结构风工程CFD概述/094
    6.1.1 引言/094
    6.1.2 复杂建筑工程/094
    6.1.3 复杂外形的风致作用/095
    6.1.4 建筑群的风场干扰/096
    6.1.5 列车风影响/097
    6.1.6 几何非线性与流固耦合效应/098
    6.1.7 风工程研究的数值方法/099
    6.1.8 计算风工程(CWE)/100
    6.2 CFD模拟方法与技术/104
    6.2.1 引言/104
    6.2.2 黏性流动控制方程/105
    6.2.3 湍流模型/108
    6.2.4 网格生成技术/115
    6.2.5 边界条件/118
    6.2.6 N-S方程离散/122
    6.2.7 多重网格方法/124
    6.2.8 准稳态时步逼近技术/125
    6.2.9 计算误差与控制/134
    6.2.10 计算结果的工程应用/135
    6.2.11 小结/136
    6.3 CFD案例应用/136
    6.3.1 引言/136
    6.3.2 经典案例/137
    6.3.3 特征体分析方法在铁路客站风荷载计算中的应用/161
    6.3.4 小结/170
    6.4 流固耦合——以张弦结构为例/170
    6.4.1 引言/170
    6.4.2 FSI分析的关键理论问题/172
    6.4.3 弦支结构FSI模型的构建/181
    6.4.4 分析案例/185
    6.4.5 小结/192
    参考文献/193
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