计算力学基础

出版时间：2009-1  出版社：中国科学技术大学出版社  作者：王秀喜，吴恒安　编著  页数：319  
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前言

2008年是中国科学技术大学建校五十周年。为了反映五十年来办学理念和特色，集中展示教材建设的成果，学校决定组织编写出版代表中国科学’技术大学教学水平的精品教材系列。在各方的共同努力下，共组织选题281种，经过多轮、严格的评审，最后确定50种入选精品教材系列。1958年学校成立之时，教员大部分都来自中国科学院的各个研究所。作为各个研究所的科研人员，他们到学校后保持了教学的同时又作研究的传统。同时，根据“全院办校，所系结合”的原则，科学院各个研究所在科研第一线工作的杰出科学家也参与学校的教学，为本科生授课，将最新的科研成果融入到教学中。五十年来，外界环境和内在条件都发生了很大变化，但学校以教学为主、教学与科研相结合的方针没有变。正因为坚持了科学与技术相结合、理论与实践相结合、教学与科研相结合的方针，并形成了优良的传统，才培养出了一批又一批高质量的人才。学校非常重视基础课和专业基础课教学的传统，也是她特别成功的原因之一。当今社会，科技发展突飞猛进、科技成果日新月异，没有扎实的基础知识，很难在科学技术研究中作出重大贡献。建校之初，华罗庚、吴有训、严济慈等老一辈科学家、教育家就身体力行，亲自为本科生讲授基础课。他们以渊博的学识、精湛的讲课艺术、高尚的师德，带出一批又一批杰出的年轻教员，培养了一届又一届优秀学生。这次入选校庆精品教材的绝大部分是本科生基础课或专业基础课的教材，其作者大多直接或间接受到过这些老一辈科学家、教育家的教诲和影响，因此在教材中也贯穿着这些先辈的教育教学理念与科学探索精神。

内容概要

本书以二维问题为例，用统一、综合的观点讨论求解复杂力学和工程技术问题各种计算机数值方法的基本概念、特点及其内在联系。    全书由四个部分组成。第一部分比较详细地讨论离散模型的求解方法、步骤和计算机程序实现；第二部分简要地讨论求解连续模型的各种传统近似方法，以及它们之间的相互关联和特点；第三部分讨论建立有限元法和边界元法列式的基本思想和步骤，讨论推导分片试函数的统一方法；第四部分讨论抛物线型、双曲线型和椭圆型偏微分方程的各种有限差分格式、特点和适用范围，分析它们的稳定性和精度等基本问题。本书的最后一章简要讨论分子动力学模拟的基本原理和方法。    本书适用于力学专业本科生教学，可作为机械、土木、航空航天、材料设计、环境工程和交通运输等理工科专业的研究生教材，也可作为相关专业高等学校教师和工程技术人员的参考书。

作者简介

王秀喜，教授，博士生导师。研究方向：计算力学的原理和工程应用（石油工程，土木工程，结构工程，化工设备等）纳米材料及结构力学行为和设计的数值模拟近期主要论文：Onstresscalculationsinatomisticsimulations.ModellingandSimulationinMaterialsScienceandEngineering,2006.14(3):p.423-431.Anatomisticsimulationmethodcombiningmoleculardynamicswithfiniteelementtechnique.ChaosSolitons&Fractals,2006.30(4):p.791-796.Modelingandsimulationofhydraulicfracturingpropagationinpermeablereservoirs.KeyEngineeringMaterials,2006.324-325:p.383-386.Simulationoftheelasticresponseandthebucklingmodesofsingle-walledcarbonnanotubes.ComputationalMaterialsScience,2005.32(2):p.141-146.Asemi-analyticalalgorithmfortheevaluationofthenearlysingularintegralsinthree-dimensionalboundaryelementmethods.ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,2005.194(9-11):p.1057-1074.Atomisticsimulationofthetorsiondeformationofcarbonnanotubes.ModellingandSimulationinMaterialsScienceandEngineering,2004.12(6):p.1099-1107

书籍目录

总序前言第1章  绪论  1.1  自然现象的数学模型  1.2  问题的提法和分类  1.3  偏微分方程的分类第2章  自然离散问题  2.1  几个简例  2.2  平面桁架问题  2.3  坐标转换、边界条件、求解离散问题的步骤  2.4  平面刚架问题  2.5  二维稳态热传导问题  2.6  弹性力学平面问题第3章  计算程序结构  3.1  引言  3.2  数据输入  3.3  元件分析和总体方程组装  3.4  施加边界条件，方程组求解  3.5  计算实例分析第4章  连续问题近似解法概述  4.1  有限差分法  4.2  加权余量法  4.3  变分方法第5章  有限元法的一般概念  5.1  引言  5.2  分片定义试函数和有限元法  5.3  二维问题有限元法的概念第6章  有限元基本形状和形函数  6.1  基本概念  6.2  C0阶矩形有限元形函数  6.3  C0阶三角形单元形函数  6.4  C0阶阶谱形函数（Hierachical Function）  6.5  Hermit插值函数和C1阶形函数第7章  等参单元和数值积分  7.1  引言  7.2  等参单元  7.3  等参单元的矩阵计算  7.4  数值积分第8章  非线性问题初步  8.1  基本概念  8.2  几个简单例题  8.3  非线性方程解法  8.4  简单桁架的大变形和失稳问题第9章  有限元法应用实例  9.1  引言  9.2  线性问题实例  9.3  非线性问题实例第10章  边界元法  10.1  势场问题的边界元法  10.2  弹性力学问题边界元法第11章  有限差分法  11.1  一维抛物线型偏微分方程的有限差分法  11.2  二维抛物线型偏微分方程的有限差分法  11.3  双曲线型偏微分方程的有限差分法  11.4  椭圆型偏微分方程的有限差分法第12章  分子动力学方法初步  12.1  引言  12.2  微正则系综分子动力学方法  12.3  温度和压力控制方法  12.4  分子动力学计算实例主要参考书目

章节摘录

插图：

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《计算力学基础》以二维问题为例讨论计算力学中各种数值方法（加权余量法、变分原理、有限元法、有限差分法和边界元法等）的基本概念、基本特点以及各种方法之间的内在联系，用统一和综合的观点讨论各种方法。强调应用性，着重讨论各种方法的基本原理、特点及应用范围。强调讲清基本概念，不强求数学上的严密性。本教材的内容适用于理科力学专业本科高年级专业基础课教学，同时也适用于理工科力学专业和其他相关专业的硕士学位研究生教学，对其他学科的科研人员和工程技术人员也有参考价值。

用户评论 (总计10条)

•   比较基础，加权余量法和变分法讲得较好。
•   和老师的讲的体系差不多，挺不错的
•   挺好的，时间也挺快的
•   比较高深，对于工程实践人员来说，要有较好的数学、力学功底。
•   主要针对本科生的教材，所以内容比较简练，不过总的来说是一本不错的入门书籍！
•   如题，学习用的参考书，就是有些看不懂，深，很深
•   里面用到的语言FORTRAN,不过感觉还好
•   内容比较深，难。书看起来比较旧的样子，还有一股味。但是买回来事情多，已经过了退货时间了。所以就留下来了。
•   内容不错，值得看一看。就是书皮有点脏。
•   这本书整体不错，存在部分错误，容易误导！！