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工程波动理论导论
作者：廖振鹏著
出版社：科学出版社
出版时间：2002-03-01
ISBN：9787030101242
定价：¥32.00
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内容简介
本书论述有关工程波动问题的理论和研究方法，分上下篇。上篇以频域分析为主线讨论线性结构的动力学问题。上篇特色之一是运用波动理论统一地阐述结构动力反应的主要分析方法及各自适用范围；特色之二是力学模型为有限封闭系统和无限开放系统并行，连续和离散兼顾，从而将结构—介质动力相互作用思想系统地引入结构动力学。下篇以时域数值模拟为主线讨论结构动力反应和弹性波散射问题。重点论述模拟无限域的实用人工边界条件，并由此系统地阐述近场波动的数值模拟技术。这一技术不仅可用于处理土木工程、机械工程和地球物理等领域中涉及的固体动力学问题，特别是大型复杂系统的线性和非线性动力学问题及弹性波散射的近场难题，还对研究电磁学、声学等科技领域中的近场波动问题有参考价值。本书可用于涉及工程中的波动和振动问题的理工科各专业研究生教学，并可供有关教师、科技人员和高年级大学生阅读和参考。
作者简介
暂缺《工程波动理论导论》作者简介
目录
第二版前言
第一版序
上篇波动理论基础与线性结构动力学
引言
第一章波动的基本概念和频域分析
1.1运动微分方程
1.1.1建立运动微分方程的要点
1.1.2标推波动方程的建立
1.2标准波动方程的一般解及其物理意义
1.2.1一般解和波动自变量
1.2.2标准波动方程适用范围
1.3波阻抗和波动能量
1.3.1一个简单的初边值问题
1.3.2波阻抗
1.3.3波动能量
1.4频域分析
1.4.1简谐波
1.4.2频域分析的基本知识
1.4.3梁和弹性支承杆中的波动
1.4.4波群与群速度
1.5介质的线性阻尼效应
1.5.1一般线性体本构模型
1.5.2频域本构方程和线性滞回阻尼
1.5.3时域本构方程和线性滞回阻尼
1.6波的反射与透射
1.6.1在分界面上的反射与透射
1.6.2层间波幅系数的转换关系
1.7成层介质中的稳态波动
1.7.1线弹性土层的稳态地震反应
1.7.2线性滞回阻尼土层的稳态地震反应分析及其推广
1.8离散傅里叶变换及土层暂态地震反应
1.8.1离散傅里叶变换和输入波动的分解
1.8.2线性土层暂态地震反应
1.8.3非线性土层暂态地震反应的等效线性化解法
1.9时域数值模拟与频域分析
1.9.1问题的表述
1.9.2时域数值模拟
1.9.3时城数值模拟与频域分析结果的对比
第二章连续线性结构的动力反应分析
2.1封闭线弹性系统动力反应的模态叠加解法和波动解法
2.1.1封闭线弹性系统的固有振动
2.1.2模态叠加解法
2.1.3波动解法及其与模态叠加解法的对比
2.2开放线弹性系统动力反应的混合解法与波动解法
2.2.1混合解法
2.2.2波动解法及其与混合解法的对比
2.3金井清公式
2.3.1基本公式
2.3.2结构顶部和基底水平运动的关系
2.4伸臂结构水平地震反应的混合解法
2.4.1基本公式
2.4.2结构与地基动力相互作用的若干概念
2.5烟囱的竖向地震反应
2.5.1行波分析
2.5.2行波转换系数
2.5.3结构竖向地震输入和辐射阻尼效应
第三章离散线性结构的动力反应分析
3.1封闭线性系统
3.1.1结构的固有振动
3.1.2时域模态叠加法
3.1.3频域摸态叠加法
3.1.4直接解法
3.2开放线性系统
3.2.1波源问题——动载直接作用于结构
3.2.2散射问题——动载含无限域中的入射波
3.3结构地震反应分析
3.3.1结构-刚性基础-弹性地基的动力相互作用
3.3.2地基阻抗矩阵
3.3.3结构-分离基础-弹性地基的动力相互作用
3.3.4小结
参考文献
下篇近场波动的数值模拟
引言
第四章人工边界条件
4.1概述
4.1.1全局人工边界条件
4.1.2局部人工边界条件
4.2透射理论和多次透射公式
4.2.1透射理论和基本公式的导出
4.2.2MTF的微分形式及其与Clayton-EngquistABC比的关系
4.2.3人工边界的假反射
4.3多次透射公式和无穷远辐射条件
4.3.1射向人工边界的波动——无穷远辐射条件的近场表达式
4.3.2多次透射公式与无穷远辐射条件的近似等价性
4.3.3近似等价性在近场波动数值模拟中的含意
4.4透射理论的推广
4.4.1基于空间外推的推广
4.4.2基于引入多个人工波速的推广
4.4.3频域多向透射边界
附录
第五章波动的有限元模拟
5.1模拟波动的有限元模型
5.1.1一致质量有限元模型
5.1.2集中质量有限元模型
5.2内节点运动方程的时步积分和数值稳定性
5.2.1时步积分格式
5.2.2积分格式的数值稳定性
5.3离散网格中的波动
5.3.1一维离散网格中的波动
5.3.2多维离散网格中的波动
5.3.3集中质量有限元模型的合理性
第六章近场波动数值模拟的实现
6.1解耦技术的实现
6.1.1多次透射公式的数值实现
6.1.2散射问题的输入技术
6.1.3数值试验
6.2解耦技术的稳定实现
6.2.1振荡失稳机理和消除措施
6.2.2漂移失稳机理和消除措施
6.2.3透射边界的稳定实现方案和数值试验
6.3线性结构-地基动力相互作用分析方法的改进
6.3.1频域透射边界及其应用
6.3.2时域-频域联合解法
参考文献
第一版序
上篇波动理论基础与线性结构动力学
引言
第一章波动的基本概念和频域分析
1.1运动微分方程
1.1.1建立运动微分方程的要点
1.1.2标推波动方程的建立
1.2标准波动方程的一般解及其物理意义
1.2.1一般解和波动自变量
1.2.2标准波动方程适用范围
1.3波阻抗和波动能量
1.3.1一个简单的初边值问题
1.3.2波阻抗
1.3.3波动能量
1.4频域分析
1.4.1简谐波
1.4.2频域分析的基本知识
1.4.3梁和弹性支承杆中的波动
1.4.4波群与群速度
1.5介质的线性阻尼效应
1.5.1一般线性体本构模型
1.5.2频域本构方程和线性滞回阻尼
1.5.3时域本构方程和线性滞回阻尼
1.6波的反射与透射
1.6.1在分界面上的反射与透射
1.6.2层间波幅系数的转换关系
1.7成层介质中的稳态波动
1.7.1线弹性土层的稳态地震反应
1.7.2线性滞回阻尼土层的稳态地震反应分析及其推广
1.8离散傅里叶变换及土层暂态地震反应
1.8.1离散傅里叶变换和输入波动的分解
1.8.2线性土层暂态地震反应
1.8.3非线性土层暂态地震反应的等效线性化解法
1.9时域数值模拟与频域分析
1.9.1问题的表述
1.9.2时域数值模拟
1.9.3时城数值模拟与频域分析结果的对比
第二章连续线性结构的动力反应分析
2.1封闭线弹性系统动力反应的模态叠加解法和波动解法
2.1.1封闭线弹性系统的固有振动
2.1.2模态叠加解法
2.1.3波动解法及其与模态叠加解法的对比
2.2开放线弹性系统动力反应的混合解法与波动解法
2.2.1混合解法
2.2.2波动解法及其与混合解法的对比
2.3金井清公式
2.3.1基本公式
2.3.2结构顶部和基底水平运动的关系
2.4伸臂结构水平地震反应的混合解法
2.4.1基本公式
2.4.2结构与地基动力相互作用的若干概念
2.5烟囱的竖向地震反应
2.5.1行波分析
2.5.2行波转换系数
2.5.3结构竖向地震输入和辐射阻尼效应
第三章离散线性结构的动力反应分析
3.1封闭线性系统
3.1.1结构的固有振动
3.1.2时域模态叠加法
3.1.3频域摸态叠加法
3.1.4直接解法
3.2开放线性系统
3.2.1波源问题——动载直接作用于结构
3.2.2散射问题——动载含无限域中的入射波
3.3结构地震反应分析
3.3.1结构-刚性基础-弹性地基的动力相互作用
3.3.2地基阻抗矩阵
3.3.3结构-分离基础-弹性地基的动力相互作用
3.3.4小结
参考文献
下篇近场波动的数值模拟
引言
第四章人工边界条件
4.1概述
4.1.1全局人工边界条件
4.1.2局部人工边界条件
4.2透射理论和多次透射公式
4.2.1透射理论和基本公式的导出
4.2.2MTF的微分形式及其与Clayton-EngquistABC比的关系
4.2.3人工边界的假反射
4.3多次透射公式和无穷远辐射条件
4.3.1射向人工边界的波动——无穷远辐射条件的近场表达式
4.3.2多次透射公式与无穷远辐射条件的近似等价性
4.3.3近似等价性在近场波动数值模拟中的含意
4.4透射理论的推广
4.4.1基于空间外推的推广
4.4.2基于引入多个人工波速的推广
4.4.3频域多向透射边界
附录
第五章波动的有限元模拟
5.1模拟波动的有限元模型
5.1.1一致质量有限元模型
5.1.2集中质量有限元模型
5.2内节点运动方程的时步积分和数值稳定性
5.2.1时步积分格式
5.2.2积分格式的数值稳定性
5.3离散网格中的波动
5.3.1一维离散网格中的波动
5.3.2多维离散网格中的波动
5.3.3集中质量有限元模型的合理性
第六章近场波动数值模拟的实现
6.1解耦技术的实现
6.1.1多次透射公式的数值实现
6.1.2散射问题的输入技术
6.1.3数值试验
6.2解耦技术的稳定实现
6.2.1振荡失稳机理和消除措施
6.2.2漂移失稳机理和消除措施
6.2.3透射边界的稳定实现方案和数值试验
6.3线性结构-地基动力相互作用分析方法的改进
6.3.1频域透射边界及其应用
6.3.2时域-频域联合解法
参考文献
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