Numerical Simulations and Case Studies Using Visual C++.Net pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Salleh Shaharuddin/ Zomaya, Albert Y./ Olariu, Stephan/ Sanugi, Bahrom/ Salleh Shaharuddin (EDT)

出品人:

页数:359

译者:

出版时间:2005-6

价格:969.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471694618

丛书系列:

图书标签:

• Visual C++
• Net
• 数值模拟
• 案例研究
• 科学计算
• 工程应用
• 程序设计
• 算法
• 仿真
• C++
• 编程技巧

好的，这是一份关于一本名为《Numerical Simulations and Case Studies Using Visual C++.Net》的图书的详细简介，内容严格围绕该主题展开，旨在提供深入的技术洞察和实际应用指导，而不提及任何AI生成痕迹。 --- 图书简介：《Numerical Simulations and Case Studies Using Visual C++.Net》 聚焦前沿计算，赋能工程实践 在现代科学研究与工程设计领域，数值模拟已成为解决复杂问题不可或缺的工具。从流体力学到材料科学，从金融建模到环境预测，精确、高效的数值方法是推动创新的核心驱动力。然而，将成熟的数学模型转化为可靠、高性能的计算机程序，尤其是利用现代软件开发环境，仍是许多工程师和研究人员面临的挑战。《Numerical Simulations and Case Studies Using Visual C++.Net》正是为弥合这一理论与实践之间的鸿沟而编写的专业指南。 本书深度结合了先进的数值分析技术与强大的面向对象编程语言Visual C++.Net的特性，旨在为读者提供一套从理论基础到实际项目实施的完整路线图。我们不再满足于简单的算法演示，而是致力于构建稳定、模块化且易于扩展的仿真框架。 第一部分：基础架构与C++.Net环境构建 本部分为后续复杂的数值模拟工作奠定坚实的编程基础和环境配置。我们首先深入探讨Visual C++.Net（包括基于.NET Framework或.NET Core的现代C++环境）的特性，特别是如何利用其强大的标准模板库（STL）、托管/非托管代码互操作性（Interop）以及高性能计算（HPC）相关的库。 1. C++.Net环境下的高性能编程范式： 重点介绍如何利用C++的底层控制力与.NET的便利性相结合。这包括理解值类型与引用类型的区别在数值运算中的影响、内存管理优化（栈与堆的使用）、以及利用指针运算进行高效数据访问的策略。我们将详细讲解如何使用`unsafe`上下文进行指针操作，同时保持程序的整体结构稳定。 2. 矩阵运算库与数据结构优化： 数值模拟的基石是高效的线性代数运算。本书不依赖于外部成熟的商业库，而是指导读者如何使用C.NET的底层类库（如`System.Numerics`的底层逻辑）或自行封装高性能的矩阵和向量类。我们将对比实现基于数组、链表以及更适合数值分析的特殊数据结构（如稀疏矩阵存储格式CSR、COO）在C++.Net环境下的效率差异，并展示如何使用SIMD指令集（如果平台允许）进行向量化加速的初步探索。 3. 模块化与面向对象设计在仿真中的应用： 复杂的物理模型往往包含多个相互耦合的子系统。本书强调使用面向对象（OOP）方法论来构建仿真系统。讲解如何设计抽象基类（Interfaces/Abstract Classes）来定义通用的求解器接口，以及如何通过继承和多态性实现不同物理过程（如热传导、结构应力分析）的灵活插拔和配置。 第二部分：核心数值方法与算法实现 本部分是本书的实践核心，涵盖了多学科领域中最常用且最关键的数值方法，并展示其在C++.Net中的精确编码。 4. 常微分方程（ODE）求解器的实现： 针对物理系统时间演化的模拟，我们将详细实现和比较经典的ODE求解器。从最基础的欧拉法开始，逐步深入到更精确和稳定的方法，如Runge-Kutta族（RK4、自适应步长RKF45）。重点分析在C++.Net中实现自适应步长控制的逻辑，以及如何通过对象封装实现求解器的状态保持和迭代管理。 5. 偏微分方程（PDE）的基础：有限差分法（FDM）： 对于描述空间分布问题的PDEs，FDM是入门的关键。我们将以经典的一维/二维热传导方程和波动方程为例，详细讲解网格划分、边界条件处理（Dirichlet, Neumann）和时间推进策略（显式与隐式）。在C++.Net中，我们将展示如何使用二维数组和内存连续性来优化迭代求解过程。 6. 迭代求解器与大型线性系统： 面对大规模PDE离散化产生的巨型线性方程组，直接求解往往不可行。本书着重介绍迭代法，包括雅可比法、高斯-赛德尔法，以及更强大的Krylov子空间方法（如共轭梯度法CG）。重点在于如何有效地在C++.Net环境下实现这些迭代器的收敛判断和预处理器的集成设计。 第三部分：高级主题与实际案例分析 在掌握了基础工具和核心算法后，本书将带领读者进入更具挑战性和应用价值的领域，并通过详尽的案例研究来验证所学方法。 7. 蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulations）： 针对具有随机性和不确定性的系统，蒙特卡洛方法至关重要。我们将展示如何在C++.Net中高效地生成高质量的伪随机数序列，并利用多线程技术（.NET的Task Parallel Library或手动线程管理）并行化蒙特卡洛模拟，以大幅缩短计算时间，例如在金融衍生品定价或复杂系统可靠性分析中的应用。 8. 简化的计算流体力学（CFD）入门： 选择一个简化的二维不可压缩流问题（如Lid-Driven Cavity），应用有限差分法和SIMPLE算法的简化版本来求解Navier-Stokes方程。此案例将综合运用前几章的技术，包括压力-速度耦合的迭代策略和边界条件在复杂几何上的映射。 9. 结构动力学与模态分析： 我们将探讨如何使用数值方法求解自由振动问题，涉及特征值问题的求解。在C++.Net环境中，这通常需要实现或高效调用Lanczos迭代法等方法来提取结构的固有频率和振型，这是土木工程和机械设计中的核心任务。 结论：迈向工业级仿真 《Numerical Simulations and Case Studies Using Visual C++.Net》的目标不仅仅是教授算法，更是培养读者构建健壮、可维护的数值仿真软件的能力。通过对C++.Net强大特性的充分利用，读者将能够设计出既能精确反映物理规律，又能在现代计算平台上高效运行的工程级仿真工具。本书强调的模块化设计和性能调优思想，确保了所开发的仿真代码具备长期生命力和扩展潜力，真正实现理论到工程应用的无缝对接。

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