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出版者:

作者:Prinz, Andreas; Reed, Rick; Reed, Jeanne

出品人:

页数:359

译者:

出版时间:2005-12

价格:587.60元

装帧:

isbn号码:9783540266129

丛书系列:

图书标签:

• SDL
• 软件定义无线电
• 无线通信
• 技术论坛
• 学术会议
• 无线电技术
• 通信工程
• 电子工程
• 2005年
• 会议论文
• 无线电

《现代工程中的建模与仿真技术：2005-2010年技术进展回顾》 本书导言： 在21世纪的第二个十年伊始，工程领域正经历着一场深刻的变革。计算机技术的飞速发展、高性能计算资源的普及，以及数学建模理论的不断深化，共同推动着工程实践向着更加精确、高效和可持续的方向迈进。本卷选编的文集，聚焦于2005年至2010年间，国际工程界在系统建模、数值方法和仿真技术方面取得的关键性突破与应用实践。这些文献不仅是那个特定时期技术思潮的集中体现，更构成了后续二十年工程仿真方法论的坚实基础。 第一部分：多物理场耦合与复杂系统建模 第一章：非线性有限元分析（FEA）的新进展 本章深入探讨了2005年前后，针对结构工程中材料非线性和接触非线性问题所发展的先进数值算法。重点介绍了如何通过改进的收敛策略（如Newton-Raphson修正与Arc-Length方法的结合）来稳定求解极端非线性问题。特别关注了在冲击动力学和塑性大变形分析中，对本构关系（如Johnson-Cook模型、Gurson-Tvergaard-Needleman模型）的数值实现优化，旨在提高计算效率并确保解的物理合理性。 第二章：计算流体力学（CFD）在极端条件下的应用拓展 在这一时期，CFD技术开始从传统的层流或湍流模拟，扩展到高超声速流动和微尺度流体控制领域。本章详细分析了基于非等温、化学反应流模型的RANS（雷诺平均纳维-斯托克斯）和LES（大涡模拟）的最新发展。书中精选案例涉及燃气轮机燃烧室的稳定燃烧模拟，以及微通道内传热传质的精确预测，强调了网格生成技术（尤其是非结构化网格优化）对求解复杂边界条件问题的决定性作用。 第三章：电磁-热-结构（EM-Thermal-Structural）多物理场集成 随着高功率电子设备和新型能源系统的发展，跨越电磁、热学和力学领域的耦合分析需求日益迫切。本章系统梳理了2005年间主流商业软件中实现多域数据交换和迭代求解的机制。讨论了如何有效地处理材料属性在不同物理场中的依赖性（例如，电阻率随温度的变化），并以感应加热设备和电力电子模块的寿命预测作为核心应用案例进行阐述。 第二部分：数值方法与算法优化 第四章：大规模稀疏矩阵求解器的性能提升 工程仿真，尤其是大尺度有限元模型的求解，其瓶颈往往在于线性代数运算。本章聚焦于迭代求解器（如GMRES、CG）在处理高度非对称和不定定系统时的改进。重点分析了预处理技术（如代数多重网格AMG、不完全LU分解ILU）在保证计算稳定性的前提下，如何显著降低求解时间。同时，对稀疏矩阵存储格式（如CSR、BSR）在内存访问效率上的权衡进行了深入比较。 第五章：时域与频域分析的混合方法 对于涉及瞬态响应和周期性激励的系统，混合求解策略提供了效率与精度的平衡。本章介绍了如何结合时域有限差分法（FDTD）与频域边界元法（BEM）来处理开放边界问题，特别是在电磁兼容性（EMC）和声学散射分析中的应用。书中详细论述了时间步长选择与频率分辨率之间的数学关系。 第六章：不确定性量化（UQ）与可靠性分析的集成 传统的确定性仿真越来越难以满足现代工程对风险评估的要求。本章系统介绍了2005年前后开始在工程界推广的概率论方法，包括随机响应面法（SRM）和高斯过程模型在不确定性量化中的应用。通过实例展示了如何将材料参数、载荷波动等不确定性因素纳入仿真框架，从而评估系统失效概率和设计裕度。 第三部分：仿真在特定工程领域中的前沿应用 第七章：生物力学与组织工程的计算模型 本章将焦点转向生命科学领域。讨论了利用有限元方法模拟软组织（如血管、骨骼）的超弹性行为，以及在细胞尺度上模拟药物释放和生物反应动力学。强调了定制化生物材料本构模型的建立难度和离体实验数据对模型校准的重要性。 第八章：过程仿真与优化：从模型到工厂 本章关注的是宏观生产过程的优化。系统阐述了离散事件仿真（DES）与连续流模型（CFM）如何结合，用于工厂布局、供应链管理和批处理过程的效率提升。案例研究集中于化工和冶金行业的实时调度优化，引入了遗传算法（GA）和模拟退火（SA）等元启发式算法在多目标优化中的集成应用。 第九章：地球科学与环境模拟的尺度问题 在环境工程方面，本章探讨了如何利用超级计算能力对区域性水文循环、大气污染物传输进行长期、高分辨率模拟。重点讨论了多尺度建模技术，即如何将宏观地质结构模型与微观孔隙尺度渗流模型进行有效衔接，以提高地下水资源管理决策的科学性。 结语： 2005年至2010年，是仿真技术从“验证工具”向“设计核心”转变的关键时期。本书所收录的论文和技术报告，展示了研究人员如何有效地应对计算成本、模型精度与物理复杂性之间的持续张力。这些方法论和应用实践，至今仍是指导复杂系统工程设计与分析的重要参考依据。

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这本书的装帧设计着实吸引人眼球，那种略带磨砂质感的封面，搭配着沉稳的深蓝色调，让人一上手就感觉它不是那种轻飘飘的快餐读物，而是内里蕴含着厚重思考的佳作。我通常对技术类的书籍不太抱有太高的审美期待，但《2005 SDL论坛》在视觉上传达出一种专业而又不失格调的氛围。尤其是书脊上的字体选择，那种细致的衬线体，即便在光线不佳的环境下也能清晰辨认，体现出出版方在细节上的用心。内页的纸张质量也令人称赞，它不像某些廉价印刷品那样泛着刺眼的白光，而是略微偏黄的米白色，长时间阅读下来眼睛的疲劳感明显减轻了不少。这无疑为我接下来的阅读体验奠定了极佳的第一印象，我甚至有点舍不得太快翻动那些页面，生怕破坏了这份精致。整体来看，从拿到手到翻开书页的这个过程，这本书成功地营造了一种庄重且值得探索的仪式感，对于一个渴望深度交流的读者来说，这是非常重要的第一步，它暗示着里面承载的内容绝不会是敷衍了事的东西，而是经过时间沉淀和精心打磨的智慧结晶。

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从内容深度上衡量，这本书的价值在于它对“当下”状态的深度剖析，而非对遥远未来的空洞预测。它不像很多科技书籍热衷于描绘五年、十年后的宏伟蓝图，而是将笔触聚焦于某个特定时间点（2005年前后）行业面临的瓶颈、正在酝酿的变革的初始形态，以及当时技术人员们在面对这些挑战时所采取的务实策略。这种“时间胶囊”式的记录，其价值在于提供了宝贵的对照点。回望过去，我们更容易清晰地辨认出哪些早期的尝试是正确的方向，哪些看似主流的观点最终沦为了历史的尘埃。书中对某些技术路线的争论和权衡，读起来格外有代入感，因为我们知道，在那个时间点，这些争论是真实存在的，牵动着无数人的心血。这种对历史瞬间的精准捕捉和深入挖掘，让这本书超越了普通的技术手册，成为了一份极具洞察力的行业发展史的侧写，对于任何想理解技术演进脉络的人来说，都是无价之宝。

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这本书在语言风格上的变化幅度，简直像是一部多位编剧共同完成的剧本。你会在同一本书中，遇到那种严谨到一丝不苟的学术陈述，每一个术语都被界定得清清楚楚，仿佛是法院的判决书，不容置喙；紧接着，你可能就会跳转到一个非常口语化，甚至带有一丝戏谑的随笔片段，作者在那里似乎完全卸下了学术的重负，以一种朋友聊天般的语气分享着某个技术发展背后的无奈与趣事。这种风格的交织，使得全书的阅读体验充满了张力。它避免了纯粹的学术著作可能带来的枯燥乏味，也避免了纯粹的行业八卦可能带来的轻浮感。正是这种在“严肃”与“亲近”之间精准的拿捏，让我感受到了作者群体的真实面貌——他们既是深谙理论的专家，也是行走在行业前沿、有血有肉的实践者。对于想了解一个领域全貌的读者而言，这种多维度的叙事策略，提供了远比单一视角更丰满的画面感。

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我一直以来都在寻找那种能够真正引领思维跳跃，而不是简单罗列既有知识点的论述集。读完这本书后，我有一种强烈的感受，那就是作者们似乎在用一种非常“非线性”的方式构建他们的论点。阅读过程就像是走在一个极其复杂的迷宫里，你以为已经触及了核心，结果转角后又出现了更深层次的疑问。这种结构安排，虽然初看时可能会让习惯了标准教科书式逻辑的读者感到一丝困惑，但一旦你适应了这种跳跃式的思维节奏，你会发现它极大地激发了你的联想能力。书中对于某些概念的探讨，不像是在给出一个标准答案，更像是在抛出一个经过精心打磨的棱镜，让不同的光线（读者的既有知识和经验）照射进去，折射出千变万化的解读。这种“开放式结局”的论述风格，让我不得不频繁地停下来，在脑海中搭建自己的知识模型来匹配书中的论点，这比被动接受信息有效得多，也更有趣，它真正做到了“启发”而非“灌输”。

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令我印象最为深刻的，是这本书所展现出的那种深层次的“社群精神”。它显然不是出自某个孤立的个体，而是汇聚了当时活跃在特定领域内一群顶尖头脑的集体智慧。阅读过程中，我能明显感觉到一种互相激发、互相批判的讨论氛围。有些章节的逻辑推导，读起来就像是一场精彩的辩论赛录音整理稿，一方提出了强有力的论据，另一方则紧接着提出了一个看似无法回避的反例，然后才引出了最终的、更加完善的结论。这种“共建”式的知识生产模式，极大地提升了结论的可靠性和前瞻性。它传递出的信息是：真正的进步往往发生在思想的碰撞中，而非独坐书斋的冥想里。对于一个身处行业中、渴望找到同频交流圈子的读者来说，这本书就像是一张邀请函，让你得以旁听那场当年最具影响力的思想交锋，感受那种知识分子间真诚的切磋和对真理的共同探求的热忱，这种体验是单作者作品难以给予的。

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