Pro/Engineer Wildfire入門與範例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:知城

作者:林清安

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004年03月19日

价格:NT$ 450

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isbn号码:9789867489043

丛书系列:

图书标签:

• Pro/Engineer
• Wildfire
• CAD
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• 入门
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好的，这是一本假设的、与《Pro/Engineer Wildfire 入门与范例》内容完全无关的图书简介，旨在详细描述一本内容丰富的技术或专业书籍。 --- 复杂系统建模与仿真：基于多物理场耦合的工程优化设计 作者： 钱德明 教授 (清华大学 机械工程系) 出版社： 工业科学技术出版社 ISBN： 978-7-5180-5678-9 定价： 人民币 188.00 元 图书概述 在当代高端制造业、航空航天、能源工程以及生物医学等前沿领域，对复杂工程系统的理解和优化已不再局限于单一学科的分析。现代工程挑战的核心在于如何精确地描述、预测和控制由热、力、电、流体等多种物理场相互作用所驱动的动态行为。 《复杂系统建模与仿真：基于多物理场耦合的工程优化设计》并非一本关于特定三维CAD软件操作的手册，而是一部深度聚焦于理论基础、高级数值方法和工程应用范式的权威性专著。本书旨在为高级工程技术人员、研究人员以及攻读硕士、博士学位的学生提供一个系统化的框架，用以驾驭和解决涉及多物理场耦合的复杂工程问题。 全书摒弃了基础性的软件操作教学，直接切入到如何利用有限元方法（FEM）、有限体积法（FVM）以及更先进的离散化技术，构建高保真度的系统级仿真模型。本书强调“模型”而非“几何”，聚焦于如何从物理定律出发，建立正确的数学方程组，并选择合适的求解策略以达到工程所需的精度和计算效率。 --- 核心内容与章节详解 本书共分为七个逻辑递进的章节，覆盖了从基础理论到前沿应用的全过程。 第一章：多物理场耦合的理论基础与数学表述 (约 250 页) 本章奠定了全书的理论基石。它详细回顾了连续介质力学、传热学（稳态与瞬态）、电磁场理论（麦克斯韦方程组的工程应用形式）以及经典流体力学（Navier-Stokes 方程）的核心控制方程。 重点阐述了弱形式的推导、形函数选择的合理性，并深入探讨了不同物理场之间的耦合机制：例如，电磁力对结构变形的影响（压电效应、磁致伸缩）、流体流动引起的对流传热（流固热耦合），以及温度梯度对材料属性（如电阻率、弹性模量）的改变。本章还引入了伴随方法（Adjoint Methods）在灵敏度分析中的应用潜力，为后续的优化设计打下基础。 第二章：高级数值离散技术与求解器架构 (约 200 页) 本章完全脱离商业软件的“黑箱”操作，深入剖析现代仿真内核的工作原理。我们详细对比了全隐式（Fully Implicit）与分区迭代（Partitioned/Sequential Implicit）求解策略在处理强耦合问题时的收敛性差异与计算成本。 特别关注了非线性求解器的选择（如牛顿-拉夫逊法及其改进），以及如何利用子迭代技术有效处理跨域耦合项。针对高分辨率网格的需求，本章也引入了四面体网格划分和边界层网格的自动生成算法在复杂几何体上的鲁棒性挑战与解决方案。 第三章：热-结构-流体（TSF）耦合的建模实践 (约 350 页) 本章是本书篇幅最长、案例最丰富的章节之一。它聚焦于高热流密度环境下的工程挑战。 案例分析 A：燃气轮机叶片的热疲劳分析。如何精确模拟进气温度场的瞬态波动，通过流体动力学（CFD）计算对流换热系数，并将其映射到有限元结构模型中，进行高周疲劳寿命评估。重点讨论了热应力松弛和蠕变的本构模型选择。 案例分析 B：锂离子电池的热失控预测。这涉及电化学反应速率、欧姆加热、对流冷却以及锂枝晶生长的复杂交互。本书提供了一套完整的、可编程实现的全阶模型框架，而非简化的经验公式。 第四章：电磁-结构耦合（EM-Mech）与优化 (约 280 页) 本章探讨电磁力如何驱动结构响应，或结构变化如何反馈影响电磁场分布。 压电驱动器的精确建模：如何使用电磁-结构双向耦合（Two-Way Coupling）来分析微机电系统（MEMS）中的谐振频率漂移与阻尼效应。 电磁屏蔽与振动：针对高精度仪器设备，分析外部电磁场在结构中感应的洛伦兹力，进而引起的结构振动和噪声（磁致伸缩效应的量化）。本章提供了如何利用FVM 求解磁场和FEM 求解结构场之间的映射接口规范。 第五章：计算流体力学（CFD）的高级主题与湍流建模 (约 200 页) 虽然本书非纯粹的CFD教材，但流体耦合是核心。本章重点讲解了超越标准 $k-epsilon$ 模型的先进技术。 大涡模拟（LES）与分离涡模拟（DES）：在非定常流动中的应用，特别是针对复杂边界层分离和再附着现象的精确捕捉。 多相流与界面追踪技术：介绍水平集法（Level Set Method）和体积力法（VOF）在模拟自由表面流动（如波浪作用、液滴撞击）中的优劣比较。 第六章：多物理场优化设计与逆向工程 (约 150 页) 将仿真能力转化为设计决策。本章侧重于利用梯度信息进行高效优化。 拓扑优化与形状优化：介绍密度法（SIMP）在耦合场约束下的实施细节，例如，在保证热效率的同时最大化结构刚度。 参数化建模与代理模型（Surrogate Models）：如何利用高斯过程回归（GPR）或神经网络快速评估数千个设计变量组合，避免昂贵的全物理场仿真迭代。 第七章：模型验证、不确定性量化（UQ）与展望 (约 100 页) 任何工程模型的价值都依赖于其实际的准确性。本章强调“仿真可信度”的构建。 实验数据对比与校准：系统性地介绍参数识别和模型修正的统计学方法。 不确定性量化（UQ）：介绍蒙特卡洛方法和张量化方法如何评估输入参数（如材料性能、载荷波动）的不确定性如何传播至关键输出指标（如安全裕度、系统寿命）。 --- 本书的特色 1. 理论深度与工程实践的完美结合：本书的每一个数值方法介绍后，都紧跟着一个具有实际工程背景的耦合案例。 2. 跨越软件界限的思维训练：本书不依赖任何单一的商业软件界面，而是教授读者如何理解、构建和验证任何底层求解器的工作原理。读者将学会阅读和理解求解器的输出文件格式，并能独立开发接口程序。 3. 聚焦前沿耦合技术：内容涵盖了当前工业界和学术界最关注的“强耦合”难题，是迈向高阶仿真工程师的必备参考书。 目标读者 航空航天、能源动力、微电子封装领域的高级仿真工程师。 从事材料科学、机械设计、电子工程领域的研究生和博士后研究人员。 希望从基础有限元分析跃升至多域系统级建模的高校教师。 --- 阅读本书，您将掌握的不仅仅是“如何运行一个仿真”，更是“为什么必须这样设置仿真”的深刻洞察力。

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阅读完这本书后，我深刻体会到它不仅仅是一本关于软件界面的速查指南，更像是一部将Pro/Engineer Wildfire的设计哲学融入实践的深度解析。作者在介绍每一个工具集时，都穿插了关于“为什么这样做”而非仅仅“如何做”的思考。例如，在讨论到零件定位基准面的建立时，书中强调了“设计意图的持久性”优于“当前视图的便捷性”，明确指出应该优先选择与零件功能关联最紧密的面或轴线作为基准，即使这在初始草图阶段会稍微增加操作的复杂性。这种自上而下的设计思维导向，成功地将读者从一个单纯的“建模匠人”提升到了一个“结构思考者”的层次。对于那些希望从基础操作者转变为能够主导复杂产品设计流程的工程师来说，这种思维框架的植入，是这本书最深远的价值所在。它让人明白，工具是为人服务的，正确的思维模式才能最大化工具的潜力。

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这本书的封面设计和整体排版给人的第一印象是相当专业和严谨的，那种低调而沉稳的色彩搭配，以及清晰的章节标题，让人立刻感觉到这不是一本泛泛而谈的入门读物，而是真正面向实践和深度学习的工具书。在翻阅内容时，我特别留意了插图和图表的质量。对于涉及到复杂机械结构和曲面建模的软件教程来说，清晰、精确的视觉辅助是至关重要的。我欣喜地发现，书中对于每一个关键步骤的配图都处理得非常到位，不仅尺寸标注准确，而且视角选择也十分具有指向性，比如在解释如何通过特征重建来修正复杂零件的拓扑结构时，它没有使用模糊的屏幕截图，而是采用了高亮的、带有解剖学视图的示意图，这极大地缩短了理解曲线和曲面相交逻辑所需的时间。此外，书籍在概念引入部分的处理方式也值得称赞，它并没有一上来就陷入软件操作的细节泥沼，而是先用精炼的语言阐述了参数化设计背后的核心思想和设计意图的优先级，这对于初学者建立正确的建模思维模式至关重要，避免了单纯的“按键跟随者”现象。整个阅读体验下来，感觉作者不仅精通软件本身，更对工程设计流程有着深刻的理解和洞察力。

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我是一个有着多年传统二维CAD经验的设计师，这次尝试转向三维参数化设计领域，最担心的就是学习曲线过于陡峭，尤其是在面对像Pro/Engineer Wildfire这种以其强大、但也略显复杂的内核著称的软件时。然而，这本书在内容组织上的逻辑性构建，有效地缓解了我的焦虑。它将庞杂的工具集划分成了几个易于消化的模块，从基础的草绘约束到高级的装配关系管理，层层递进，过渡自然。最让我眼前一亮的是它在讲解“家族表”（Family Table）和“设计意图管理”时的处理方式。很多同类书籍往往将这些高级功能视为锦上添花，草草带过，但这本书却花了相当大的篇幅，通过几个贴近实际工业生产的案例，深入剖析了如何利用这些功能实现“一键出多”的高效设计迭代。书中构建的案例项目，比如一个可调节高度的机械臂关节，要求学习者不仅要画出零件，更要考虑零件之间的运动兼容性，这种强迫性的实践，使得参数的修改不再是凭空输入数字，而是真正对设计逻辑产生了影响，这种“因果关系”的建立，是真正意义上的掌握软件精髓。

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从排版和装帧的物理感受来看，这本书的纸张选择似乎是偏向哑光处理的，这对于经常需要对照屏幕和书本进行操作的工程人员来说，是一个非常人性化的细节。亮光的纸张在灯光下反射严重，极易造成视觉疲劳，而这种略带粗糙但吸光的纸面，使得眼睛能够更长时间地聚焦在屏幕上新出现的复杂几何体上，而不是被书本本身的视觉干扰。更值得称赞的是，在涉及特定功能区（如特征管理器、参数设置面板）的截图时，作者使用了不同于正文的背景色块进行高亮或阴影处理，这使得读者在快速翻阅查找特定功能的操作步骤时，能以极快的速度定位到目标区域，大大提高了查阅效率。此外，书本的装订质量也经得起考验，在反复翻开到某一特定章节进行比对操作时，书脊部分没有出现明显的松动或裂痕，这对于一本需要长期在工作台边“服役”的技术手册来说，是基础中的基础，也是对购买者的一种尊重。

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这本书的“范例”部分，远超出了我预期的简单重复操作演示。我发现，作者在设计这些练习时，似乎非常注重模拟真实项目中的“意外情况”和“冲突解决”。举个例子，在讲解如何进行曲面延伸和边界融合时，它没有选择标准的矩形或圆形基准面，而是选择了一个带有尖锐内角的复杂样条曲线边界作为初始条件，并详细描述了当默认的修剪算法失败时，如何通过调整“公差设置”或手动介入“边界曲线选择”来强制系统生成预期的光滑过渡曲面。这种对“失败案例”和“调试过程”的坦诚记录，是理论书籍中最宝贵的内容。很多教材只展示成功路径，让人误以为软件总是能完美运行，一旦遇到实际项目中的数据不匹配或模型破面，学习者就会手足无措。这本书的价值就在于，它教会了我们如何与软件“协商”，如何识别和修复那些隐藏在光滑界面下的计算错误，这种解决问题的能力，比记住哪个菜单在哪里要重要得多。

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