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isbn号码:9780791848036

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• 设计工程
• 机械工程
• 计算机工程
• ASME
• 国际会议
• 技术论文
• 工程设计
• 2007
• 学术会议
• 工程技术

现代工程设计与计算技术前沿探索：一部聚焦于跨学科创新实践的学术汇编 本书并非《Proceedings of the 2007 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers in Engineering Conference》的任何内容汇编，而是一部旨在勾勒二十一世纪初期至中期，全球工程设计领域，特别是与计算机辅助技术深度融合的前沿研究图景的综合性文集。它聚焦于工程科学如何通过计算工具的革命性进步，实现设计范式的根本性转变，并探讨这些转变对产品开发、系统优化乃至整个制造业生态所带来的深远影响。 本书的结构设计旨在为读者提供一个多维度、深层次的知识框架，涵盖了从理论建模到实际应用的多个关键节点。全书的核心理念在于，现代工程的成功不再仅仅依赖于经验的积累和材料的极限探索，而是越来越依赖于对复杂系统的精确仿真、智能优化以及人机交互界面的创新。 第一部分：面向复杂系统的设计理论与方法论革新 本部分深入探讨了在处理高度集成和多物理场耦合的工程问题时，传统设计方法所面临的瓶颈以及新兴的理论框架。 第一章：拓扑优化与材料结构一体化设计 本章着眼于先进制造技术（如增材制造）对传统结构设计带来的颠覆性影响。我们详细分析了基于能量密度最小化和应力分布均匀化的拓扑优化算法的最新进展。讨论了如何将材料的微观结构特性（如晶粒尺寸、晶界分布对疲劳性能的影响）直接嵌入到宏观尺度的设计优化目标函数中，实现真正意义上的“材料-结构-功能”一体化设计。重点案例研究包括了轻量化航空结构件和生物医学植入物的定制化设计流程。 第二章：多尺度建模与仿真集成 现代工程系统往往涉及从原子尺度到宏观尺度的复杂相互作用。本章系统梳理了多尺度建模的必要性及其技术路线。详细介绍了分子动力学（MD）、有限元法（FEM）和计算流体力学（CFD）在不同尺度间的耦合策略，特别是“粗粒化”技术在加速跨尺度计算中的应用。此外，探讨了如何利用高通量计算平台，对不同尺度的模型进行并行计算和数据融合，以提高仿真结果的可靠性和预测精度，特别是在材料失效预测领域。 第三章：基于知识的工程系统开发（KBE）的演进 本章回顾了知识工程在自动化设计中的应用，并着重分析了其向基于大数据的学习系统的演进方向。我们探讨了如何构建结构化的、可重用的工程知识库，用于指导复杂装配体的自动布局和配置。讨论了专家系统在解决高度约束性设计问题中的局限性，并引入了基于机器学习的参数空间探索方法，使设计迭代过程更加高效和智能化。 第二部分：计算工具与仿真技术的前沿应用 本部分聚焦于推动工程计算能力边界的软件工具、算法和计算架构的创新。 第四章：高性能计算（HPC）在流固耦合（FSI）中的应用 流体动力学与固体力学之间的相互作用是许多关键工程领域（如涡轮机械、心血管系统）的核心挑战。本章详细剖析了不同FSI求解策略（如刚性耦合、松耦合、迭代子迭代法）的优缺点，并重点介绍了利用大规模并行处理器（GPU集群）加速瞬态非定常FSI仿真的技术细节。案例分析涵盖了风力发电机叶片在湍流载荷下的动态响应分析。 第五章：数字孪生（Digital Twin）的构建与实时反馈机制 数字孪生技术是连接物理世界与虚拟世界的桥梁。本章不仅描述了数字孪生的概念框架，更深入探讨了实现高保真孪生的关键技术挑战，包括传感器数据融合、状态估计算法（如扩展卡尔曼滤波EKF/UKF）在处理噪声和延迟数据方面的应用。核心讨论在于如何利用孪生模型进行预测性维护、远程诊断以及闭环控制策略的验证。 第六章：几何处理与可视化技术的新突破 高效、准确的几何表示是所有计算机辅助工程（CAE）的基础。本章探讨了从点云数据到参数化CAD模型的反向工程技术（Reverse Engineering），特别是对不规则曲面的重构算法。此外，还分析了先进的实时渲染技术和虚拟现实（VR）/增强现实（AR）在沉浸式设计审查和远程协作装配指导中的应用潜力，如何将复杂的仿真结果以直观易懂的方式呈现给决策者。 第三部分：人机交互与面向未来的设计哲学 工程设计的最终目标是创造出满足用户需求的、可制造的产品。本部分关注的是设计过程中的人性化、交互性和可持续性考量。 第七章：以用户为中心的交互式设计界面 本章批判性地审视了传统菜单驱动式CAD系统的局限性，并探讨了新型的自然用户界面（NUI）在工程设计中的潜力。讨论了通过手势识别、语音命令和触觉反馈技术，如何缩短工程师与复杂设计软件之间的认知距离，从而加速概念迭代。核心内容是如何将用户行为数据融入设计评估指标。 第八章：产品全生命周期评估（LCA）与可持续性驱动设计 面向21世纪的工程设计必须将环境影响纳入考量。本章详细介绍了如何将生命周期评估工具集成到早期设计阶段。讨论了碳足迹、能源消耗和可回收性作为约束条件的优化方法。重点案例研究了如何使用“面向目标的逆向设计”（Goal-Driven Inverse Design）来重新设计产品结构，以最大化材料利用率和降低生命周期总成本。 第九章：设计过程中的不确定性量化与鲁棒性设计 现实世界的工程系统总是充斥着制造公差、环境波动和模型假设误差。本章系统阐述了如何超越简单的最坏情况分析，采用概率方法（如随机响应法SRM、蒙特卡洛模拟）来量化设计结果中的不确定性。深入探讨了鲁棒优化设计（Robust Design Optimization, RDO）的最新进展，旨在找到在面对各种不确定性输入时表现稳定的设计方案，确保产品在实际运行环境中的可靠性。 通过对上述九大主题的深入剖析，本书旨在为研究人员、高级工程师和工程管理人员提供一个全面的视角，理解并驾驭当前工程设计领域正经历的深刻变革，并为未来十年的技术发展方向提供坚实的理论和实践基础。

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这本书散发出的学术气场，让我不禁联想到当年工程技术领域蓬勃发展的景象。2007年，在那个数字化浪潮愈发汹涌的时代，ASME组织的这次国际会议，无疑是设计工程领域的一次盛宴。我特别好奇，在那个时间点，工程师们是如何看待计算机技术与传统设计方法的结合的。这本书作为会议的记录，必然承载了当时最前沿的思想和最创新的实践。我期望在其中能找到关于如何利用先进的计算工具来提高设计效率、优化产品性能、甚至预测潜在故障的深度分析。例如，关于有限元分析（FEA）在新兴领域的应用，或者是在设计过程中如何更有效地运用优化算法来寻找最佳解决方案。这本书不仅仅是一堆论文的集合，更像是一面镜子，映照出当时工程设计领域的发展脉络和技术方向。作为一名希望不断学习和进步的设计工程师，我期待从这本书中汲取灵感，了解那些可能对我们今天的设计工作仍有指导意义的宝贵经验。

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这本厚重的论文集，给我的第一印象是其内容的广泛性和前沿性。2007年的ASME国际设计工程技术会议，听名字就知道，汇集了当时设计工程领域最顶尖的智慧和最创新的思想。作为一名对工程技术的发展趋势保持高度关注的读者，我非常期待从这本书中一窥究竟。我尤其关注其中关于“Computers”的部分，这暗示了计算方法和数字技术在现代设计工程中的核心地位。我猜想，里面一定包含了大量关于计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、仿真与优化技术、以及可能出现的早期人工智能在设计中的应用的研究。此外，“Design Engineering Technical Conferences”这一部分，则可能涵盖了诸如产品开发流程、创新设计方法论、材料科学在设计中的应用、以及人机交互等方面的最新进展。总而言之，这本会议论文集对我来说，不仅仅是一份学术资料，更是一次了解过去十年工程设计领域发展历程的宝贵机会，从中可以汲取到许多值得借鉴的思路和方法。

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翻开这本书，扑面而来的便是学术研究的严谨气息。虽然我尚未深入研读每一篇具体的论文，但从目录的结构和标题的字里行间，我已能感受到这是一份沉甸甸的学术答卷。2007年的ASME国际设计工程技术会议，想必在当时是一个汇聚了全球智慧的盛会，而这本论文集便是这场盛会留下的宝贵结晶。作为一名对机械设计及制造领域有着深厚兴趣的从业者，我尤其关注那些能够体现工程创新思维和解决实际工程挑战的议题。我设想，其中一定不乏关于新型材料应用、结构优化、仿生设计、人机工程学等方面的精彩论述。同时，“Computers”这个词的出现，也预示着计算方法在现代工程设计中的重要地位。我期待书中能有关于高级仿真技术、机器学习在设计中的应用、以及虚拟现实/增强现实技术辅助设计的最新研究。这样的会议论文集，对于我们这些希望站在技术前沿，不断提升自身设计能力的人来说，无疑是一座丰富的知识宝库，提供了一个学习和借鉴的绝佳平台。

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这本书的封面设计朴实无华，没有太多花哨的图形，主标题“Proceedings of the 2007 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers”占据了中心位置，副标题则清晰地标注了会议的主题。作为一名长期关注工程技术发展动态的读者，我对于这类汇集了前沿研究成果的会议论文集总是抱有浓厚的兴趣。2007年，正值数字技术与工程设计深度融合的关键时期，我好奇这场汇聚了设计工程领域的顶尖学者和工程师的盛会，究竟碰撞出了怎样的思想火花？论文集的名字本身就暗示了其内容的广度和深度，涵盖了从基础的设计理论到具体的计算应用，这无疑为我提供了一个了解当时工程设计领域最新进展的绝佳窗口。我期待能在其中发现一些能够启发我思考未来设计方向的观点，或者是一些能够指导我解决实际工程问题的创新方法。尤其是在“Computers”这一部分，我希望能看到有关计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、仿真技术以及其他计算工具在设计过程中的最新应用案例和理论突破。毕竟，计算能力的飞跃一直是推动工程设计革新的重要驱动力。

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当我看到“Proceedings of the 2007 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers”这个书名时，我首先联想到的便是那个时代工程技术迅猛发展的图景。2007年，正是全球经济和科技加速融合的时期，ASME作为工程领域的重要组织，其举办的会议无疑是汇聚了行业精英的思想交流平台。这本书，作为会议成果的集结，很可能包含了我一直以来所关注的诸多前沿议题。我对书中关于如何利用计算工具来加速产品研发、提升设计精度、以及实现更复杂工程仿真的内容尤为感兴趣。我设想，其中定会有关于新型仿真软件、数据驱动设计、甚至可能是早期阶段的数字化孪生概念等方面的探讨。同时，在“Design Engineering Technical Conferences”的范畴内，我也期待能发现关于可持续设计、绿色制造、以及面向特定行业（如汽车、航空航天、医疗器械）的创新设计解决方案的讨论。这本书的价值，在于它能够为我提供一个了解过去，审视现在，并启发未来设计方向的独特视角。

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