Computational Error and Complexity in Science and Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Lakshmikantham, V./ Sen, S. K.

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2005-5

价格:$ 197.75

装帧:HRD

isbn号码:9780444518606

丛书系列:

图书标签:

计算误差
科学计算
工程计算
数值分析
复杂性分析
算法
计算机科学
数学建模
误差控制
科学工程

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具体描述

The book "Computational Error and Complexity in Science and Engineering" pervades all the science and engineering disciplines where computation occurs. Scientific and engineering computation happens to be the interface between the mathematical model/problem and the real world application. One needs to obtain good quality numerical values for any real-world implementation. Just mathematical quantities symbols are of no use to engineers/technologists. Computational complexity of the numerical method to solve the mathematical model, also computed along with the solution, on the other hand, will tell us how much computation/computational effort has been spent to achieve that quality of result. Anyone who wants the specified physical problem to be solved has every right to know the quality of the solution as well as the resources spent for the solution. The computed error as well as the complexity provide the scientific convincing answer to these questions. Specifically some of the disciplines in which the book will be readily useful are Computational Mathematics, Applied Mathematics/Computational Engineering, Numerical and Computational Physics, Simulation and Modeling, Operations Research (both deterministic and stochastic), Computing Methodologies, Computer Applications, and Numerical Methods in Engineering. This book: describes precisely ready-to-use computational error and complexity; includes simple easy-to-grasp examples wherever necessary; presents error and complexity in error-free, parallel, and probabilistic methods; discusses deterministic and probabilistic methods with error and complexity; points out the scope and limitation of mathematical error-bounds; and, provides a comprehensive up-to-date bibliography after each chapter.

好的，这是一本关于《结构动力学与抗震设计》的图书简介，内容详细，力求专业与深度，旨在涵盖该领域的核心理论、方法与工程应用。 --- 《结构动力学与抗震设计》内容提要本书全面、深入地探讨了结构动力学的基础理论、分析方法以及现代土木工程领域中至关重要的抗震设计原则与技术。全书内容组织严谨，逻辑清晰，从最基本的单自由度系统振动分析出发，逐步过渡到复杂多自由度系统、连续体系统（如梁、板、壳）的动力响应，并详细阐述了先进的抗震设计理念，包括基于性能的设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）框架下的具体实施。本书不仅是高等院校土木工程、结构工程专业本科生和研究生深入学习动力学和抗震理论的权威教材，更是结构工程师、研究人员在实际工程中进行高层建筑、桥梁、工业设施等结构抗震分析与设计时的重要参考手册。第一部分：结构动力学基础本部分奠定了理解结构如何对时变荷载（尤其是地震动）作出响应的理论基础。第一章：振动的基本概念与单自由度系统分析本章首先界定了结构动力学的基本范畴和研究意义，强调了惯性力、刚度和阻尼在动力响应中的核心作用。随后，详细推导并分析了自由振动（无阻尼和有阻尼）的特征方程、固有频率和阻尼比，并引入了著名的瑞利（Rayleigh）法进行近似计算。重点讨论了强迫振动，包括简谐荷载作用下的稳态响应、共振现象的物理意义及其控制策略。最后，深入解析了瞬态响应，特别是脉冲荷载和地震动输入下的自由衰减与瞬态响应的求解方法，如利用拉普拉斯变换和数值积分法的基础。第二章：多自由度系统的动力学本章将理论提升至更具工程实际意义的多自由度系统（MDOF）。系统地介绍了系统的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的构建方法，并推导出系统的运动微分方程。核心内容聚焦于模态分析，详细阐述了广义特征值问题的求解，确定系统的固有频率和振型。本章详尽分析了模态叠加法在求解地震响应中的应用，包括模态参与系数的计算和动力响应的合成。此外，还探讨了基于有效质量的概念，用于简化高阶模态的贡献评估。第三章：连续体系统的动力学针对实际结构中的梁、板等连续体，本章运用偏微分方程方法分析其动力特性。针对欧拉-伯努利梁和Timoshenko梁，推导了它们的动力控制方程，并求解了简支梁、悬臂梁等边界条件下的振型和固有频率。对于二维结构，如薄板的动力分析也被纳入讨论范围，为有限元分析（FEM）中模态提取提供理论支撑。第四章：阻尼理论与能量耗散机制阻尼是动力分析中的关键且复杂的因素。本章系统地介绍了粘性阻尼、材料阻尼和结构阻尼的数学模型，重点区分了比例阻尼（Rayleigh Damping）与非比例阻尼的工程适用性。通过能量法，定量分析了结构在振动过程中通过阻尼消散的能量，并探讨了如何通过实验方法（如带宽法、半功率点法）确定结构的实际阻尼参数。第二部分：地震工程与抗震设计方法本部分将动力学理论应用于地震工程实践，重点介绍当前主流的抗震设计规范和分析技术。第五章：地震动特性与场地效应本章深入剖析了地震动的物理起源、记录与数字化处理。详细阐述了反应谱理论，包括反应谱的构造、谱线特征以及它们在反应谱分析法中的应用。重点探讨了土体传播对地震动的影响，包括场地效应（Site Effects）和土壤-结构相互作用（Soil-Structure Interaction, SSI）的机理，并介绍了如何根据规范修正地基的地震动输入。第六章：结构动力响应分析方法本章全面介绍了现代抗震分析的主要工具。反应谱分析法被详细阐述，包括基本假设、规范的组合规则（如SRSS法、CQC法）及其适用范围。时程分析法（Time History Analysis）是本章的重点，涵盖了线性时程分析和非线性时程分析的实施步骤、荷载函数的选择（实际记录与人工波的生成）以及数值积分算法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）的精度与稳定性比较。第七章：非线性动力分析与性能化设计本章是现代抗震设计的核心。首先，系统地介绍了结构材料的非线性本构关系，如钢材的滞回特性、混凝土的塑性损伤模型。随后，重点阐述纤维模型、集中塑性铰模型在梁柱单元中的应用。本书详细介绍了基于性能的抗震设计（PBEE）的哲学思想、目标性能水平（Operational, Immediate Occupancy, Life Safety, Collapse Prevention）的确定，以及推覆分析（Pushover Analysis）（静力非线性分析）在确定结构抗震承载力与延性储备中的应用。第八章：抗震设计策略与新型减隔震技术本章聚焦于工程实践中的抗震减灾策略。系统地回顾了基于力的设计方法（如规范中的剪力设计）与基于性能的延性设计的本质区别。深入探讨了隔震技术（Seismic Isolation）的原理，包括铅芯橡胶支座（LRB）、叠层橡胶支座（HDRB）的工作机制，以及如何通过隔震层延长结构周期、降低地震力输入。最后，详细介绍了消能减震技术（Energy Dissipation Devices），包括粘滞阻尼器、粘滞流体阻尼器以及屈服型阻尼器的设计、选型与优化。附录与工具本书在附录中提供了结构动力学分析中常用的矩阵代数回顾、模态坐标变换的详细推导、以及用于快速查阅的标准材料的力学参数表。书中穿插了大量经过验证的工程算例和数值模拟结果，帮助读者将理论知识与实际工程问题紧密结合。 --- 本书特点： 1. 理论深度与工程实践的完美融合：既有对基本方程的严谨推导，又紧密贴合现行国际抗震设计规范中的方法论。 2. 全面覆盖：从基础动力学到前沿的非线性性能化设计，覆盖了结构抗震分析的全流程。 3. 清晰的结构：层次分明，逻辑递进，便于自学和系统性学习。