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出版者:國防工業齣版社

作者:袁子懷

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2001-04-01

價格:23.0

裝幀:精裝本

isbn號碼:9787118023954

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算力學5
• 有控飛行力學與計算機仿真
• 飛行力學
• 有控飛行
• 計算機仿真
• 飛行控製
• 氣動計算
• 數值方法
• MATLAB
• Simulink
• 飛行器設計
• 航空工程

深度探秘：復雜係統建模與高性能計算的基石 圖書名稱：復雜係統建模與高性能計算 圖書簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，剖析現代科學與工程領域中，如何利用先進的數學工具和強大的計算資源來理解和解決那些結構復雜、動態多變的係統性問題。我們不再局限於單一學科的知識體係，而是著眼於跨學科的融閤——如何將物理規律、工程約束與大規模數據處理能力有機結閤，構建齣既能準確描述現實世界，又具備高效求解能力的計算模型。 第一部分：復雜係統的數學錶徵與理論基礎 本部分聚焦於復雜係統的本質特性及其數學描述的理論基石。 第一章：非綫性動力學與混沌理論的再審視 本章從經典的微分方程理論齣發，深入探討瞭高維非綫性係統的湧現行為。我們詳細闡述瞭相空間、李雅普諾夫指數、分岔理論（如Hopf分岔、鞍結分岔）在描述係統穩定性邊界轉換中的關鍵作用。特彆地，本章引入瞭拓撲數據分析（TDA）在識彆高維數據集中潛在拓撲結構的應用，這對於理解如金融市場波動、氣候係統內部反饋機製等非綫性耦閤現象至關重要。我們分析瞭確定性係統如何産生類隨機行為，以及如何利用奇異吸引子來刻畫復雜係統的長期演化軌跡。 第二章：隨機過程與不確定性量化（UQ） 現實世界充滿瞭測量誤差、模型簡化和環境擾動帶來的不確定性。本章係統梳理瞭馬爾可夫過程、布朗運動及泊鬆過程等核心隨機過程模型。重點在於不確定性量化（Uncertainty Quantification, UQ）的現代方法論，包括濛特卡洛模擬（Monte Carlo Simulation, MCS）的高效變體，如準濛特卡洛（Quasi-Monte Carlo, QMC）利用低差異序列來加速收斂。我們深入探討瞭概率加權方法（Polynomial Chaos Expansion, PCE）如何將隨機微分方程轉化為確定性高維多項式方程組，從而實現高效的參數敏感性分析和結果可靠性評估。 第三章：多尺度與多物理場耦閤建模 許多工程和自然現象發生在不同的時間與空間尺度上，且涉及多種物理機製的相互作用。本章探討瞭如何處理這些尺度差異和耦閤效應。從微觀尺度的分子動力學（MD）到介觀尺度的相場模型（Phase Field Models），再到宏觀尺度的連續介質力學，我們詳細介紹瞭連接這些尺度的橋梁技術，例如尺度平均法（Averaging Techniques）和均化理論（Homogenization Theory）。在多物理場耦閤方麵，著重討論瞭熱-力-電磁等場域的弱耦閤、強耦閤求解策略，以及如何構建統一的能量變分框架來保證耦閤模型的物理一緻性。 第二部分：高性能計算與數值求解策略 在復雜係統模型確立後，如何利用現代超級計算架構實現高效求解是本書的另一核心。 第四章：大規模矩陣運算與並行算法 復雜係統的離散化模型通常轉化為求解超大規模的綫性或非綫性方程組。本章聚焦於稀疏綫性代數，特彆是針對偏微分方程（PDEs）離散化産生的矩陣結構。我們詳細分析瞭直接求解法（如LU分解）在大規模稀疏係統中的局限性，並側重於迭代求解器，包括Krylov子空間方法（如GMRES, BiCGSTAB）及其預處理技術。預處理環節將深入探討代數多重網格（Algebraic Multigrid, AMG）和基於圖論的稀疏矩陣重排序技術，這些是高效求解器的性能瓶頸所在。 第五章：麵嚮異構架構的高效編程模型 現代計算平颱已轉嚮GPU和多核CPU的異構架構。本章講解瞭如何將算法適應於這些並行硬件。內容涵蓋OpenMP、MPI等傳統並行編程模型，並著重介紹CUDA/OpenCL等異構編程接口在加速矩陣運算和求解器內核中的實際應用。我們討論瞭數據局部性優化、內存訪問模式的優化，以及如何平衡CPU和GPU上的計算負載，以實現近乎綫性的加速比。 第六章：時域與頻域的混閤求解技術 對於具有顯著時間尺度分離或涉及寬帶激勵的係統，單一時間步長控製的方法效率低下。本章介紹瞭先進的時間積分方案。對於常微分方程（ODEs）部分，探討瞭隱式Runge-Kutta方法和BDF（Backward Differentiation Formulas）在高精度和穩定性方麵的優勢。對於涉及快慢時間尺度的耦閤係統，我們詳細闡述瞭子尺度分離（Sub-cycling）技術，以及如何利用頻域分析（如傅裏葉變換）來識彆和處理周期性或準周期性激勵，從而避免在快尺度上進行冗餘的計算。 第三部分：模型驗證、校準與數據驅動的增強 本部分關注模型的可信度、參數的確定性以及與實際數據的集成。 第七章：模型驗證、確認與敏感性分析 構建復雜的計算模型後，必須對其進行嚴格的驗證（Verification）和確認（Validation）。本章詳細介紹瞭如何進行網格收斂性測試（Grid Convergence Studies）和時間步長收斂性測試，以確保數值解的準確性。隨後，我們將重點討論全局敏感性分析（Global Sensitivity Analysis, GSA）方法，如Sobol’指數分析，它能係統地評估模型輸入參數對輸齣結果的相對影響程度，指導後續的參數簡化和實驗設計。 第八章：數據驅動的係統校準與降階 在許多情況下，模型的關鍵參數難以直接測量。本章引入瞭貝葉斯方法和卡爾曼濾波（Kalman Filtering）及其擴展版本（如Ensemble Kalman Filter, EnKF）用於係統狀態估計和模型參數校準。同時，麵對高保真模型巨大的計算成本，我們介紹瞭降階建模（Model Order Reduction, MOR）技術，包括Proper Orthogonal Decomposition (POD)、Balanced Truncation等方法，旨在提取係統的核心動力學模式，構建能在實時或準實時環境中運行的低維代理模型，同時盡可能地保留關鍵的動力學信息。 本書內容深度融閤瞭理論數學、先進數值分析和前沿計算機科學，為研究人員和高級工程師提供瞭一套解決當代最棘手復雜問題的高效、嚴謹的計算工具箱。它不是關於某一特定物理現象的教科書，而是關於如何構建和求解任何復雜動態係統的通用計算範式的權威參考。

評分☆☆☆☆☆

当年为了了解一些算法而买的 同样是为了看着玩 其中算法的实现还是使用的Fortran 不知道这个是不是出于专业的需要 但从我做软件开发的角度来讲 感觉比较陈旧 其中关于坐标系、四元数、蒙特卡洛法的部分对我来说比较有价值 我后来做的一个模型飞机的电传系统在一定程度上参考了本书

評分☆☆☆☆☆

当年为了了解一些算法而买的 同样是为了看着玩 其中算法的实现还是使用的Fortran 不知道这个是不是出于专业的需要 但从我做软件开发的角度来讲 感觉比较陈旧 其中关于坐标系、四元数、蒙特卡洛法的部分对我来说比较有价值 我后来做的一个模型飞机的电传系统在一定程度上参考了本书

評分☆☆☆☆☆

当年为了了解一些算法而买的 同样是为了看着玩 其中算法的实现还是使用的Fortran 不知道这个是不是出于专业的需要 但从我做软件开发的角度来讲 感觉比较陈旧 其中关于坐标系、四元数、蒙特卡洛法的部分对我来说比较有价值 我后来做的一个模型飞机的电传系统在一定程度上参考了本书

評分☆☆☆☆☆

当年为了了解一些算法而买的 同样是为了看着玩 其中算法的实现还是使用的Fortran 不知道这个是不是出于专业的需要 但从我做软件开发的角度来讲 感觉比较陈旧 其中关于坐标系、四元数、蒙特卡洛法的部分对我来说比较有价值 我后来做的一个模型飞机的电传系统在一定程度上参考了本书

評分☆☆☆☆☆

当年为了了解一些算法而买的 同样是为了看着玩 其中算法的实现还是使用的Fortran 不知道这个是不是出于专业的需要 但从我做软件开发的角度来讲 感觉比较陈旧 其中关于坐标系、四元数、蒙特卡洛法的部分对我来说比较有价值 我后来做的一个模型飞机的电传系统在一定程度上参考了本书

评分☆☆☆☆☆

坦白說，我並非飛行器設計的專業人士，但“有控飛行力學與計算機仿真”這個書名，立即激發瞭我對飛行背後那些精妙機製的興趣。我總是對那些能夠讓我們突破重力束縛，在三維空間中自由翱翔的科技充滿敬畏。這本書的書名暗示著它不僅僅是描述飛行，更側重於“控製”——如何讓飛行器按照我們的意願精確、穩定地運動，尤其是在動態變化的環境中。我很好奇書中是否會深入探討那些讓飛行器保持姿態、調整航嚮、執行復雜動作的數學模型和控製算法。而“計算機仿真”這個詞，則讓我看到瞭將這些抽象理論轉化為直觀可視化的可能性。我希望書中能夠展示一些精美的仿真動畫或者圖錶，幫助我理解那些復雜的運動學和動力學方程是如何運作的。如果書中還能提供一些實際應用案例，比如某個著名飛行器的控製係統設計思路，或者在惡劣天氣下的飛行控製挑戰，那就更加吸引人瞭。這本書的標題給我一種強烈的預感：它將揭示那些讓飛行變得“可控”的科學秘密，並提供一種現代化的方法來學習和理解這些秘密。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大方，字體清晰，第一眼就吸引瞭我。雖然我不是飛行力學領域的專業人士，但一直對飛行器的運動原理充滿好奇。這本書的標題——“有控飛行力學與計算機仿真”——恰好觸及瞭我想要瞭解的核心。我期待它能夠以一種相對易懂的方式，解釋那些讓飛機、無人機甚至火箭得以精準控製的背後科學。我希望書中能有豐富的圖示和直觀的解釋，幫助我理解空氣動力學、控製理論在飛行器設計中的具體應用。特彆是“計算機仿真”這部分，更是讓我眼前一亮，這意味著我可能能夠通過模擬看到不同控製策略對飛行姿態的影響，這比單純的理論講解會更加生動和深刻。我猜想書中可能會涉及一些數學模型，但我希望作者能夠提供足夠的背景知識和解釋，讓我這個非專業讀者也能逐步跟上。如果書中能加入一些實際案例的分析，比如某個著名飛行器的失控分析或者成功控製的典範，那就更完美瞭，這樣可以將理論與實踐聯係起來，也讓我對飛行控製的復雜性和重要性有更直觀的認識。這本書的齣現，無疑為我對飛行器世界的探索打開瞭一扇新的大門，我迫不及待地想翻開它，去感受那份“有控”的智慧。

评分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的書名時，我腦海中浮現齣許多關於天空的想象：飛機翱翔藍天，無人機在復雜地形中穿梭，甚至更遙遠的太空探索。這本書似乎觸及瞭這一切背後最核心的科學原理。“有控飛行力學”這幾個字，點齣瞭飛行不僅僅是簡單的升力與重力的對抗，更包含瞭精密的計算與操控，是對飛行過程的駕馭與引導。我期待書中能夠深入淺齣地講解那些讓飛行器能夠精確響應指令，穩定運行的動力學模型，以及如何通過傳感器和執行器來實現這些控製。而“計算機仿真”這一部分，更是讓我覺得這本書與時俱進，並且具備瞭很強的實踐指導意義。我想象著，通過計算機模擬，我們可以“親手”設計並測試不同的控製算法，觀察它們在不同條件下的錶現，甚至是可以模擬一些在現實中難以進行或者風險較高的實驗。這不僅能夠加深對理論的理解，還能培養解決實際工程問題的能力。如果書中能包含一些案例研究，比如如何應對突發情況下的飛行控製，或者不同飛行器（如固定翼、鏇翼、飛艇）在控製策略上的差異，那就太有價值瞭。這本書的名字本身就帶著一種力量感和科技感，讓人對其中蘊含的知識充滿期待。

评分☆☆☆☆☆

當我瞥見這本書的書名時，一種對未知探索的渴望瞬間被點燃。“有控飛行力學與計算機仿真”——這兩個詞組仿佛是一扇通往奇妙世界的門。我一直以來對飛行器如何擺脫地心引力，並在復雜多變的空中環境中保持精準軌跡充滿好奇。這本書的標題錶明它不僅僅是關於飛行原理的描述，更深入到瞭“控製”的層麵，這意味著它將揭示那些讓飛行器能夠精準響應指令、穩定運行的科學與技術。我期待書中能夠清晰地闡述飛行力學的基本原理，例如如何利用空氣動力學來産生升力和推力，以及如何通過控製麵來實現姿態的調整。而“計算機仿真”的加入，更是讓我看到瞭將這些復雜的理論轉化為直觀、生動體驗的潛力。我希望書中能夠展示一些令人驚嘆的仿真場景，讓我能夠“看見”理論是如何在計算機模型中被驗證和應用的，例如模擬不同控製策略下的飛行效果，或者預測飛行器在極端條件下的行為。如果書中還能分享一些實際的工程案例，比如無人機在復雜環境中的導航與控製，或者航天器在太空中的軌道調整，那將極大地增強這本書的實踐價值和吸引力。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它似乎在嘗試搭建一個橋梁，連接抽象的物理定律與生動的工程實踐。當我看到“有控飛行力學”這個詞組時，我立刻聯想到那些在天空中優雅滑翔或者在復雜環境中精準執行任務的飛行器。這不僅僅是關於如何讓東西飛起來，更是關於如何精確地指揮它們按照既定軌跡飛行，尤其是在麵對各種乾擾和不確定性的時候。我非常好奇書中將如何闡述這些“控製”的奧秘，例如，是如何通過調整舵麵、推力或者姿態來保持穩定？又或者，在受到風擾時，飛行力學如何介入以修正航綫？而“計算機仿真”則進一步增加瞭這本書的吸引力，它預示著理論知識可以通過數字化的方式得以驗證和可視化，這對於理解復雜的動態係統來說是極其寶貴的。我希望書中能夠展示一些經典的仿真場景，比如俯仰、滾轉、偏航的控製過程，甚至是如何模擬失速或者其他危險情況下的應對策略。如果能看到一些實際飛行控製係統的發展曆程，或者不同類型飛行器的控製特點對比，那將更具啓發性。這本書的名稱傳遞齣一種嚴謹與創新的結閤，讓我期待能夠從中獲得對飛行控製原理的深度洞察。

评分☆☆☆☆☆

學四元數感觸很深的一點就是，工程問題到最後還是要靠數學理論的突破來解決。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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