Ansys结构动力分析与应用 [Structural Dynamic Analysis and Application with ANSYS] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《Ansys结构动力分析与应用》介绍了ANSYS结构动力分析的基础知识、分析过程及其应用，全书共分为6章，内容包括绪论、模态分析、谐响应分析、瞬态动力分析、谱分析、转动结构（动力）分析。在每一章中，不仅介绍了基本理论、计算方法和ANSYS分析的基本过程，而且结合工程结构的各种分析问题，列举了大量实例，阐述了ANSYS分析方法和实现技巧，以期读者能够迅速掌握ANSYS的相关操作。全书采用命令流编写风格，给出了150余个应用实例，可供读者参考使用。
　　《Ansys结构动力分析与应用》适用于ANSYS中高级读者，且应具有一定的结构动力学基础。《Ansys结构动力分析与应用》可作为理工科专业学习ANSYS结构动力分析的教材，也可作为该学科技术人员采用ANSYS实现结构动力分析的参考书。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 结构动力学与结构动力仿真分析
1.2 结构体系的运动方程
1.3 ANSYS产品与功能
1.4 阻尼与ANSYS阻尼

第2章 模态分析
2.1 基本概念
2.2 模态提取与主自由度
2.3 模态分析过程
2.4 一般结构的模态分析
2.5 有应力模态分析
2.6 大变形有应力模态分析
2.7 循环对称结构的模态分析

第3章 谐响应分析
3.1 单自由度体系简谐荷载反应
3.2 ANSYS谐响应分析理论
3.3 完全法谐响应分析
3.4 缩减法谐响应分析
3.5 模态叠加法谐响应分析
3.6 有应力谐响应分析

第4章 瞬态动力分析
4.1 直接积分法的基础理论
4.2 瞬态动力分析的关键技术细节
4.3 完全法瞬态动力分析
4.4 瞬态动力分析典例
4.5 考虑重力影响的动力反应分析
4.6 支座运动时结构的动力反应
4.7 冲击荷载作用下结构的动力反应
4.8 碰撞的动力反应
4.9 机构运动分析
4.10 风压时程作用下的结构动力反应
4.11 时变参数系统的动力反应
4.12 移动物体与结构相互作用分析

第5章 谱分析
5.1 反应谱理论基础
5.2 随机振动理论基础
5.3 单点反应谱分析
5.4 随机振动分析
5.5 动力学设计分析方法
5.6 多点反应谱分析

第6章 转动结构（动力）分析
6.1 概述
6.2 各坐标系分析与特点
6.3 转子动力学
6.4 模态分析与临界转速算例
6.5 谐响应分析算例
6.6 瞬态动力分析算例
参考文献

好的，以下是一份详细的、关于一本不同于《Ansys结构动力分析与应用 [Structural Dynamic Analysis and Application with ANSYS]》的图书的简介。 --- 图书简介：工程流体力学基础与先进数值模拟 第一部分：理论基石与流场解析 《工程流体力学基础与先进数值模拟》 是一部旨在为读者提供坚实流体力学理论基础，并深入探讨现代计算流体力学（CFD）应用的书籍。本书不侧重于特定商业软件的参数化操作，而是致力于构建一个全面的知识框架，使读者能够理解流体行为的内在机理，并能批判性地评估数值方法的适用性。 全书结构严谨，从流体力学的基本公理出发，逐步过渡到复杂的流动现象。第一部分聚焦于流体力学的理论基础。 1.1 流体力学概论与本构关系： 本章首先回顾了流体运动的基本概念，包括物质点、流线、轨迹线等。重点阐述了牛顿内摩擦定律在流体中的推广，详细推导了描述流体运动的纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程。我们深入探讨了不同参考系下动量方程的表达，并引入了流体的本构关系，包括牛顿流体和非牛顿流体的特性，为后续的数值求解奠定理论基础。 1.2 守恒定律与积分形式分析： 本部分侧重于守恒定律的积分形式，特别是雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem） 的推导与应用。通过对控制体进行分析，我们详细解析了质量、动量和能量在宏观尺度上的守恒关系。针对翼型绕流、管道流动等典型工程问题，应用动量积分法进行初步的定性及半定量分析，帮助读者建立直观的物理图像。 1.3 粘性流与边界层理论： 粘性流动的研究是流体力学的核心。本书对普朗特边界层理论进行了深入剖析，详细推导了边界层内的简化方程。我们探讨了附着流与分离流的判据，重点分析了压强梯度对边界层演化的影响，特别是对气动升阻力特性的决定作用。对于湍流描述，本书介绍了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的引入，并讨论了平均化过程中产生的雷诺应力项，为过渡到第二部分的数值模型打下基础。 1.4 相似性原理与量纲分析： 为指导实验设计和工程放大，本章专门讲解了 Buckingham $pi$ 定理等量纲分析方法。通过建立无量纲参数（如雷诺数、马赫数、傅汝德数等），读者将学会如何识别控制流动的关键物理因素，并在不同尺度下进行有效的物理系统对比。 第二部分：计算流体力学（CFD）的数值方法 第二部分转向计算流体力学（CFD） 的核心技术，重点讲解求解N-S方程的通用数值框架，而非依赖特定软件的模块化操作。 2.1 离散化技术：有限差分法（FDM）基础： 本章从最直观的有限差分法（FDM） 入手，讲解如何将偏微分方程转化为代数方程组。我们详细分析了不同阶数的空间离散格式（如一阶迎风、二阶中心差分）的稳定性和精度之间的权衡。通过对对流项和扩散项的离散，读者将理解网格质量和步长对计算结果的敏感性。 2.2 动量方程的压力-速度耦合： 求解N-S方程的最大难点在于压力和速度之间的耦合性。本书系统介绍了处理此问题的经典算法。详细阐述了 SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations） 算法的迭代步骤、压力修正方程的构建及速度场的校正过程。此外，也对比了 PISO 和 SIMPLER 等变体的适用场景，强调了压力插值技术对收敛性的重要影响。 2.3 有限体积法（FVM）与控制容积概念： 鉴于有限体积法（FVM） 在处理复杂几何和守恒性方面的优势，本书投入大量篇幅进行介绍。我们详细讲解了通量在控制体积界面上的计算，并展示了 FVM 如何自然保证对守恒量（质量、动量）的严格守恒。特别关注了界面通量重构方案，如中心法、迎风格式（TVD方案的原理介绍）在对流项离散中的应用。 2.4 复杂流动的数值建模与湍流模型： 处理高雷诺数流动必须引入湍流模型。本书不局限于标准的 $k-epsilon$ 模型，而是深入探讨了湍流模型的物理基础。详细分析了标准 $k-epsilon$ 模型在处理逆压梯度和流线弯曲流动时的局限性，并引入了 $k-omega$ SST 模型，阐述了其在处理壁面附近流动和分离预测方面的优势。对于需要更精细解析的流动，本书也概述了大涡模拟（LES） 和直接数值模拟（DNS） 的基本思想和计算代价。 第三部分：后处理、不确定性分析与工程案例 第三部分将理论和数值方法应用于实际工程问题，并强调科学计算的严谨性。 3.1 网格生成与质量评估： 高质量的网格是成功CFD模拟的前提。本章指导读者如何从工程需求出发选择合适的网格类型（结构化、非结构化、混合网格），并重点讲解了网格无关性验证的实施流程。评估标准包括正交性、平滑度和纵横比，并解释了这些参数如何影响数值误差。 3.2 求解器设置与收敛性判据： 有效的求解器设置远超简单的残差检查。本书详细区分了物理收敛和代数收敛，指导读者如何通过监测关键物理量（如升阻力系数、特定点的速度）来判断计算是否真正收敛。此外，还讨论了时间步长选择（CFL条件）在瞬态问题中的重要性。 3.3 结果验证与不确定性量化（Verification & Validation）： 科学计算要求严谨的验证与确认过程。本书专门引入了V&V的概念，指导读者进行网格收敛性研究（Verification），并与可得的实验数据或解析解进行对比评估（Validation）。针对数值计算中固有的误差源，本书简要介绍了不确定性量化（UQ） 的初步方法。 3.4 典型工程应用解析： 本书最后通过多个详尽的案例来整合所学知识： 外部流场分析： 汽车或飞机外形的气动阻力与升力优化，聚焦于流动分离与尾流结构。 内部流体输运： 复杂管网中的多相流（气液两相流）流动阻力预测，涉及相间动量交换的建模。 传热与对流： 换热器中强制冷却过程的流体流动与热量传递耦合分析，探讨了壁面函数与近壁面网格的设置。 --- 目标读者： 本书适用于机械工程、航空航天、土木工程、化学工程等领域的高年级本科生、研究生以及从事流体力学建模与仿真工作的工程师。它要求读者具备微积分、常微分方程和基础的固体力学知识。本书的重点在于“为什么”和“如何做正确”，而非单纯的软件使用手册。