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出版者:郑州大学出版社

作者:孙东坡

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2007-1

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787811063547

丛书系列:

图书标签:

• 水力学
• 流体力学
• 水工学
• 工程流体
• 流体机械
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• 管道水力
• 水动力学
• 计算水力学
• 水利工程

好的，以下是一本名为《结构动力学导论》的图书简介，其内容与您提到的《水力学》无关，并力求详实自然： --- 《结构动力学导论：理论基础与工程应用》图书简介 作者： 王志明，李芳 出版社： 机械工业出版社 定价： 128.00 元 ISBN： 978-7-111-67890-1 卷首语：面对不确定性的工程挑战 在现代工程领域，从摩天大楼到高精度仪器，从桥梁结构到航空航天器，结构所承受的载荷早已不再局限于静态的重力和恒定的压力。风的脉动、地震的摇晃、机器运行产生的周期性振动，乃至冲击载荷的瞬态作用，都将结构推入一个动态响应的复杂世界。忽视这些动态效应，不仅可能导致结构疲劳损伤、舒适度下降，更严重时可能引发灾难性的局部或整体破坏。 《结构动力学导论》正是在这样的时代背景下应运而生。本书旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程以及相关领域的高年级本科生、研究生以及一线工程师，提供一套严谨、系统且兼具实践指导意义的结构动力学理论框架和分析方法。 内容结构与核心特色 本书共分十二章，内容组织遵循从最基础的物理概念到复杂多自由度系统的数学模型，再到实际工程问题的数值解法和应用，层层递进，逻辑清晰。 第一部分：基础理论与单自由度系统（第1章 - 第4章） 本部分奠定了结构动力学的分析基础。 第1章：结构动力学的基本概念与必要性 本章首先界定了结构动力学与静力学的根本区别，深入探讨了惯性力、阻尼力以及外部激励的物理本质。通过大量的工程案例对比，阐述了动态分析在现代工程设计中的不可或缺性。 第2章：自由振动分析（无阻尼与有阻尼） 这是动力学分析的基石。本章详细推导了单自由度系统的运动微分方程，包括自由振动（齐次解）的求解。特别关注了系统的固有频率、周期和模态的物理意义。对于有阻尼系统，则详细剖析了阻尼比对响应特性的影响，区分了欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况的解法，并引入了对数衰减率的概念。 第3章：受迫振动分析（简谐荷载作用） 本章将研究外部周期性荷载作用下的稳态响应。重点讲解了频率响应函数、幅值比、相角以及共振现象的机理。通过复数解法，清晰展示了稳态响应与激励频率之间的关系，为后续的谱分析打下基础。 第4章：瞬态响应与卷积积分 针对冲击载荷或突然施加的荷载（如阶跃荷载），本章引入了脉冲响应函数和著名的卷积积分（Duhamel积分）。详细解释了如何利用系统的基本动力学特性（脉冲响应）来构造任意荷载作用下的精确响应解。 第二部分：多自由度系统与模态分析（第5章 - 第8章） 本部分将理论从简化的单自由度模型扩展到更符合实际的复杂系统。 第5章：多自由度系统的建立与运动方程 本章引入拉格朗日方程（Lagrange's Equation）作为建立多自由度系统运动微分方程的通用工具，避免了复杂的牛顿第二定律应用。系统地阐述了质量矩阵 $[M]$、刚度矩阵 $[K]$ 和阻尼矩阵 $[C]$ 的物理意义和构建方法。 第6章：无阻尼系统的自由振动——特征值问题 这是多自由度动力学分析的核心。本章详细讲解了如何求解特征值问题 $[K - omega^2 M]mathbf{u} = mathbf{0}$，以确定系统的固有频率（特征值）和振型（特征向量）。对特征向量的正交性进行了严格的数学证明和物理意义的阐释。 第7章：模态分析与耦合成的解耦 基于正交性原理，本章展示了如何通过模态坐标变换将一组耦合的二阶微分方程组转化为一组独立的单自由度方程组，即模态解耦。随后，通过模态叠加法（Modal Superposition Method）求解系统在外部激励下的总响应，极大地简化了计算过程。 第8章：阻尼的建模与 Rayleigh 阻尼 在实际工程中，阻尼矩阵 $[C]$ 的准确建模是一个难点。本章专门讨论了常见的阻尼类型，并重点介绍了工程中广泛使用的Rayleigh 阻尼（质量比例和刚度比例阻尼），讨论了其在模态解耦中的局限性与应用条件。 第三部分：高级主题与工程实践（第9章 - 第12章） 本部分聚焦于现代工程分析中不可或缺的计算方法和特定载荷类型。 第9章：反应谱法与抗震设计基础 针对地震工程，本章详细介绍了反应谱的概念及其在结构抗震设计中的应用。解释了如何从地震动记录中提取设计反应谱，并探讨了反应谱法相较于时程分析的优势与局限。 第10章：激励的数值积分方法 对于非线性问题或无法解析求解的复杂激励，数值积分是唯一的途径。本章深入探讨了几种主流的数值积分算法，包括Newmark-$eta$ 法和中心差分法。重点分析了这些方法的稳定性和精度要求。 第11章：非线性结构动力学概述 本章对动力学分析的前沿领域进行了概览。讨论了材料非线性（如滞后、塑性）、几何非线性（如P-Delta效应）对系统动力特性的影响，并简要介绍了显式积分法在求解非线性瞬态问题中的应用。 第12章：结构动力学软件的应用与后处理 结合工程实践，本章指导读者如何使用主流有限元软件（如 ABAQUS 或 ANSYS 的相关模块）进行模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析。重点讲解了输入文件的准备、求解器的选择以及如何正确解释振型图和时程响应数据。 本书的独特价值 1. 理论的严谨性与清晰的推导： 本书严格遵循经典力学原理，所有关键公式均给出详尽的数学推导过程，而非直接引用结论，确保读者对“为什么”有深刻理解。 2. 丰富的工程案例： 穿插了大量来自桥梁、高层建筑、转子系统等领域的实际算例，使抽象的数学模型与具体的工程问题紧密结合。 3. 计算方法的聚焦： 不仅教授理论，更着重于如何通过数值方法求解实际问题，尤其是对模态叠加法和数值积分方法的细节进行了深入剖析。 4. 高质量的习题设计： 每章后附有难度适中的习题，旨在巩固读者的理论掌握，并引导他们思考参数变化对结构动态行为的影响。 《结构动力学导论》是一本面向工程实践的教科书，它不仅是学生掌握学科知识的桥梁，更是工程师提升结构安全性和可靠性分析能力的必备工具书。通过本书的学习，读者将能够自信地分析和设计能抵御动态挑战的先进结构系统。

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这本《水力学》的教材真是让我大开眼界，虽然我不是科班出身的工程师，但出于对自然现象的强烈好奇心，还是决定挑战一下。最初被它厚重的封面和密密麻麻的公式吓退了，感觉像是要进入一个高深的数学迷宫。然而，一旦深入阅读，我才发现作者的功力所在。书中的文字描述极其生动，即便是像伯努利方程这样听起来就让人头疼的理论，在作者的笔下也变得可以触摸、可以感知的物理过程。特别是讲解水流过弯道时能量损失的部分，作者用了很多生活中的例子来辅助说明，比如水管里的水流和河流中的漩涡，这使得那些抽象的流体力学概念一下子具象化了。我特别喜欢其中关于明渠和渠道设计的部分，书中详细对比了不同断面形状对流速和糙率的影响，配图清晰精准，让我仿佛亲手在绘图板上勾勒渠道的断面一样。虽然有些涉及复杂边界条件的数值计算章节我可能只能浅尝辄止，但光是理解了这些基础的能量和动量守恒原理在水体中的应用，就已经让我对我们身边那些宏伟的水利工程，比如大坝的泄洪道和灌溉系统的布局，有了全新的认识和敬畏。这本书无疑是为严肃的学习者准备的，但其扎实的理论基础和细致的案例分析，也为任何对水流世界充满好奇的普通读者提供了一把开启理解之门的钥匙。

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说实话，我购买这本《水力学》最初是冲着它的“权威性”去的，听说这本书的作者在该领域是泰斗级人物。拿到书后，第一印象是排版略显传统，大量的希腊字母和下标上标着实让人有点眼花缭乱，这对于习惯了简洁网络信息的现代读者来说，可能是一个小小的门槛。不过，一旦翻过前几章的理论铺垫，你会发现其逻辑的严密性是令人叹服的。最让我印象深刻的是关于湍流问题的探讨，作者没有试图用一个万能公式来概括，而是系统地梳理了雷诺应力模型、涡旋粘度和大涡模拟（LES）等不同层次的理论框架，清晰地指出了每种方法的适用范围和局限性。这体现了作者深厚的学术功底和对研究前沿的把握。书中对于水力模型的建立和验证流程也进行了详尽的阐述，从物理原型到缩尺模型，再到参数的无量纲化处理，步骤清晰得如同操作手册。我曾尝试按照书中的步骤去复现一个简单的水槽实验，结果发现，只要严格遵循书中的指导，结果的吻合度非常高，这极大地增强了我对理论指导实践的信心。这是一本适合用于学术研究和高阶课程的参考书，需要学习者具备扎实的数学基础。

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这本书的出版，简直是为我们这些在实际工程中摸爬滚打多年的现场人员提供了一份及时的“充电宝”。坦白说，我们过去很多时候是凭经验办事，遇到复杂的水文情况时，只能依靠过去的案例和一些简化的经验公式，心里总是不太踏定。这本《水力学》的出现，恰恰填补了理论与实践之间那道鸿沟。我尤其欣赏它对非恒定流和瞬变流问题的处理，这在实际的管网压力波动和水锤现象分析中至关重要。书中对特征线法的讲解非常透彻，不仅给出了推导过程，还结合了具体的管道系统案例进行数值模拟的步骤演示。这种深度，绝对不是市面上那些浮于表面的参考书能比拟的。更让我觉得物超所值的是，它没有回避那些“脏活累活”——比如泥沙输运和河床演变的基础理论。虽然这些内容在实际应用中受太多地质和气候因素影响，但理解其背后的水动力学原理，能帮助我们更好地预测和应对河道冲淤变化，制定更具前瞻性的防护措施。这本书的严谨性毋庸置疑，需要静下心来啃，但一旦消化吸收，它带给你的解决问题的能力提升是指数级的。

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我是一个对“美”有追求的人，读技术类书籍，除了内容，对图表的质量也有一定要求。这本《水力学》在这方面做得相当不错，虽然整体风格偏向经典教科书的严谨，但许多插图和剖面图的设计简直是艺术品。例如，在讲解水跃现象时，书中用非常精美的二维流线图展示了水流从超临界到亚临界转变时能量的耗散过程，那种清晰的对比度，比我在一些在线视频中看到的要直观得多。而且，作者对一些特殊水力结构的描述，比如虹吸进水塔和水轮机的导叶结构，配图不仅仅是示意图，更像是专业的设计草图，充满了工程学的细节美感。更让我欣慰的是，书中非常注重历史的传承，穿插了一些早期水力学家的思想演变过程，这让冰冷的公式背后有了人情味和历史的厚重感。阅读起来，感觉像是在跟一位经验丰富的老教授对话，他不仅告诉你“怎么做”，还告诉你“为什么会这样发展”。这种兼具科学的精准与人文的关怀，让阅读过程不再枯燥，反而充满了探索的乐趣。

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这份教材的难度对于刚接触水科学的初学者来说，可能需要一定的适应期。我个人是抱着“攻克难关”的心态开始阅读的，不得不说，开篇对于流体静力学和流线、迹线的概念区分，处理得非常到位，奠定了后续分析的精确基础。然而，当我进入到关于水库调度和水力系统优化那一章时，我感觉自己一下子从二维的渠道设计跳跃到了高维度的决策空间。作者在这里巧妙地引入了动态规划和线性规划的基本思想来解决水资源的优化配置问题，这使得这本书的适用范围大大拓宽，不再仅仅局限于纯粹的物理现象描述。虽然书中的线性规划章节没有深入到算法的实现细节，但它提供了一个非常清晰的建模思路，即如何将实际的水文约束和经济目标转化为一个可求解的数学模型。我利用书中提供的框架，结合我工作中的一些实际数据进行了初步建模尝试，发现它极大地帮助我理清了各个约束条件之间的相互制约关系。这本书的价值在于，它不仅教会你如何计算水流，更教会你如何“管理”和“优化”水流，是从一个工程师的视角到管理者视角的完美过渡。

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