典型碰撞振动系统的非线性动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

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。