简介
本书介绍什么是数值模拟技术，以及数值模拟技术如何与工程科学相结合，解决实际的工程问题。本书从数理方程的基本知识出发，介绍各种经典数理方程以及应用，进而介绍目前应用最广泛的矢量有限元数值方法。接下来结合具体的工程问题从单物理场仿真、多物理场弱耦合仿真和多物理场强耦合仿真三个方面，解释实际问题如何抽象归结为合理的数学模型。读者可以系统地理清工程物理的仿真思路，理解并习惯用工程物理仿真，也就是物理理论与工程实践相结合的思维方式去看待问题。本书面向广大工程师，深入浅出地讲解有限元法及工程问题的多物理场仿真技术。全书涉及实际工程问题的方方面面，包括声学、结构力学、流体力学、热量传递、质量运移、电磁场计算、化学反应工程分析等，是真正的多物理数值仿真的入门指导书。作者希望通过本书，能让读者理解数值仿真技术的真谛，以及这些理论知识应该如何与实际相结合。
目录
第1章 数理方程简述
1.1 数理方程
1.2 定解条件
1.3 常用算法
1.4 用COMSOL Multiphysics求解PDE
1.5 小结
1.6 练习题
第2章 初探有限元
2.1 有限差分法
2.2 微分方程的弱形式
2.3 一维有限元
2.4 二维有限元
2.5 二维有限元实例
2.6 单元类型
第3章 单物理场仿真
3.1 热传递现象：热传导
3.2 热传递现象：对流
3.3 热传递现象：热辐射
3.4 应用实例：搅拌摩擦焊接
3.5 小结
3.6 练习题
第4章 弱耦合的多物理场问题
4.1 什么是多物理场问题
4.2 多物理场弱耦合问题
4.3 微电阻梁案例的间接耦合求解法
4.4 微电阻梁案例的全耦合求解法
4.5 本章小结
4.6 练习题
第5章 强耦合的多物理场问题
5.1 多物理场强耦合问题概述
5.2 材料非线性的处理
5.3 几何非线性的处理
5.4 边界非线性的处理
5.5 本章小结
5.5 练习题
第6章 特征值分析
6.1 特征值问题的描述
6.2 振动特性的基本分析
6.3 特征值问题的计算
6.4 案例分析
第7章 COMSOL Multiphysics的高级功能
7.1 求解高阶偏微分方程
7.2 求解带积分的偏微分方程
7.3 多尺度耦合仿真分析
7.4 高级约束
7.5 随机参数
7.6 二次开发
7.7 自定义开发
1.1 数理方程
1.2 定解条件
1.3 常用算法
1.4 用COMSOL Multiphysics求解PDE
1.5 小结
1.6 练习题
第2章 初探有限元
2.1 有限差分法
2.2 微分方程的弱形式
2.3 一维有限元
2.4 二维有限元
2.5 二维有限元实例
2.6 单元类型
第3章 单物理场仿真
3.1 热传递现象：热传导
3.2 热传递现象：对流
3.3 热传递现象：热辐射
3.4 应用实例：搅拌摩擦焊接
3.5 小结
3.6 练习题
第4章 弱耦合的多物理场问题
4.1 什么是多物理场问题
4.2 多物理场弱耦合问题
4.3 微电阻梁案例的间接耦合求解法
4.4 微电阻梁案例的全耦合求解法
4.5 本章小结
4.6 练习题
第5章 强耦合的多物理场问题
5.1 多物理场强耦合问题概述
5.2 材料非线性的处理
5.3 几何非线性的处理
5.4 边界非线性的处理
5.5 本章小结
5.5 练习题
第6章 特征值分析
6.1 特征值问题的描述
6.2 振动特性的基本分析
6.3 特征值问题的计算
6.4 案例分析
第7章 COMSOL Multiphysics的高级功能
7.1 求解高阶偏微分方程
7.2 求解带积分的偏微分方程
7.3 多尺度耦合仿真分析
7.4 高级约束
7.5 随机参数
7.6 二次开发
7.7 自定义开发
多物理场数值分析技术
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