New Trends in Fluid and Solid Models pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ciarletta, Michele (EDT)/ Fabrizi, Mauro (EDT)/ Morro, Angelo (EDT)/ Rionero, Salvatore (EDT)

出品人:

页数:185

译者:

出版时间:2009-11

价格:$ 125.00

装帧:

isbn号码:9789814293211

丛书系列:

图书标签:

• 流体动力学
• 固体力学
• 数值模拟
• 数学建模
• 偏微分方程
• 计算物理
• 材料科学
• 工程应用
• 新兴趋势
• 学术研究

《流体与固体模型新趋势》一书，是一部深入探讨并全面梳理当前流体与固体建模领域前沿进展的学术专著。本书聚焦于那些正在重塑科学研究、工程设计以及技术应用的面貌的最新理论、方法与工具。读者将在这部著作中，发现一系列突破性的研究成果，它们不仅扩展了我们对复杂流体行为和多相物质相互作用的理解，同时也为工程师们提供了更强大、更精密的工具来模拟和预测固体的力学响应。 本书的结构设计精巧，从基础理论的革新出发，层层递进，最终触及最前沿的应用领域。第一部分“基础理论的演进与突破”着重介绍了近年来在流体力学和固体力学基础理论方面取得的关键性进展。在流体建模方面，作者们深入探讨了诸如湍流建模的新范式、低雷诺数流动的精细模拟技术，以及在大尺度天文流体现象建模中的新方法。这包括对非牛顿流体动力学的最新研究，特别是在生物力学、地质学和食品科学等领域的应用潜力。此外，对于多相流和界面现象的精确描述，本书也进行了详尽的阐述，涵盖了表面张力、相变以及微尺度流动等复杂场景。在固体建模部分，本书重点介绍了在材料科学、结构工程和机械设计中日益重要的连续介质力学理论的更新。这包括了对损伤力学、断裂力学以及疲劳寿命预测的最新理论框架的梳理，以及在纳米材料和复合材料等新型结构分析中的挑战与机遇。特别地，本书对非线性材料行为的建模进行了深入的分析，例如塑性、粘弹性以及形状记忆合金等，为理解和设计更具弹性和韧性的结构提供了理论支撑。 第二部分“数值方法与计算技术的革新”是本书的核心组成部分之一。这一部分系统地介绍了当前在流体与固体模拟领域占据主导地位的数值方法及其最新的发展。在流体模拟方面，作者们详细论述了有限体积法、有限元法以及谱方法的最新改进，并重点关注了格子玻尔兹曼方法（LBM）在模拟复杂几何和多物理场耦合问题中的崛起。本书还特别强调了在处理高分辨率模拟、大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）时所面临的计算挑战，以及如何通过并行计算、GPU加速等技术来克服这些障碍。此外，对于拉格朗日方法（如SPH, MPS）在处理自由表面流、爆炸模拟以及材料变形等问题中的独特优势，本书也给予了充分的关注。在固体模拟方面，本书深入剖析了有限元法在处理非线性问题、接触力学以及动态响应分析中的最新发展。作者们还探讨了诸如离散元法（DEM）在模拟颗粒流、岩土工程以及粉末力学中的应用，以及其与连续介质力学方法的结合。本书还介绍了诸如无网格法（Meshless Methods）等新兴数值技术，它们在处理大变形、断裂和损伤等问题时展现出独特的优势。 第三部分“多物理场耦合与跨尺度建模”探讨了流体与固体相互作用的复杂性，以及不同尺度模型之间的协同作用。流固耦合（FSI）是本书的重点关注领域之一，作者们详细介绍了用于分析翼型气动弹性、生物瓣膜力学、桥梁风致振动以及核反应堆内部流动与结构相互作用的先进耦合算法。这包括了单向耦合、弱耦合和强耦合方法的原理、优缺点以及适用范围。此外，本书还探讨了热-固耦合、电-固耦合以及磁-固耦合等问题，例如半导体器件的应力分析、压电材料的驱动与响应，以及地磁场对地下结构的影响等。在跨尺度建模方面，本书介绍了如何将从分子动力学（MD）或量子力学（QM）获得的微观信息传递到宏观的连续介质模型中，实现从原子尺度到工程尺度的有效预测。例如，在材料失效分析中，从原子键断裂的微观机制出发，推导出宏观断裂韧性的演变。 第四部分“前沿应用与未来展望”展示了流体与固体模型新趋势在各个领域的实际应用，并对未来发展方向进行了展望。在航空航天领域，本书介绍了高超声速流动模拟、发动机内部燃烧与流动耦合分析，以及新型轻质高强度结构件的设计优化。在生物医学领域，本书深入探讨了血液动力学模拟在心脏病诊断与治疗中的应用，生物材料的力学行为分析，以及手术器械与人体组织的相互作用模拟。在能源领域，本书关注了核聚变反应堆内部等离子体流动与结构相互作用、风力涡轮机叶片的空气动力学与结构力学分析，以及地热能开采中的多相流模拟。此外，本书还触及了环境保护、环境监测、以及智能制造等领域的应用，例如污染物扩散模拟、土木工程结构的安全评估以及增材制造过程中的材料变形与残余应力预测。在未来展望部分，作者们讨论了人工智能（AI）和机器学习（ML）在加速模型开发、优化仿真参数、以及识别复杂模式方面的巨大潜力。例如，利用AI来构建更准确的湍流模型，或者通过机器学习来预测材料在极端条件下的行为。本书还展望了高性能计算（HPC）在处理海量数据和复杂模拟任务中的关键作用，以及可视化技术在理解和呈现复杂模拟结果中的重要性。 总而言之，《流体与固体模型新趋势》是一部集理论深度、方法广度与应用前瞻性于一体的力作。它为从事流体与固体建模研究的科学家、工程师以及研究生提供了一个宝贵的知识平台，帮助他们掌握最先进的工具和技术，应对当前及未来的挑战，推动相关领域的持续创新与发展。本书的内容详实，论述严谨，图文并茂，是流体与固体力学领域不容错过的参考。

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