Mechanical Vibration pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Wiley

作者:William J. Palm III

出品人:

页数:720

译者:

出版时间:2006-03-03

价格:1513.00 元

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471345558

丛书系列:

图书标签:

• 机械振动
• 振动分析
• 结构动力学
• 机械工程
• 振动控制
• 模态分析
• 有限元分析
• 转子动力学
• 实验模态分析
• 阻尼振动

复杂系统动力学：从理论基础到前沿应用 作者： 王建国, 李明, 张伟 出版社： 科学技术出版社 出版年份： 2024年 --- 内容概要 《复杂系统动力学：从理论基础到前沿应用》是一部全面深入探讨现代动力学理论及其在非线性、多尺度复杂系统中的应用的专著。本书旨在为工程技术人员、物理学家、数学家以及高年级本科生和研究生提供一个坚实的理论框架和丰富的实际案例，以理解和预测那些传统线性分析方法难以描述的现象。 全书共分为六个主要部分，循序渐进地构建起一个从经典到现代、从理论到应用的知识体系。 --- 第一部分：动力学系统的数学基础与建模 本部分聚焦于构建复杂系统动力学分析所需的数学工具箱。我们首先回顾经典常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）在描述物理系统中的作用，并引入相空间分析的核心概念，如相轨迹、不动点和极限环。 重点内容包括： 非线性动力学的基本特性： 探讨超线性、次线性、饱和效应等非线性项对系统行为的影响。 多尺度建模： 详细阐述如何处理在不同时间或空间尺度上相互作用的子系统。例如，使用平均场理论和多尺度渐近分析来分离快慢变量，简化高维系统。 随机性与不确定性： 引入随机微分方程（SDE）的概念，描述环境噪声如何影响系统的演化路径。重点分析了Langevin方程及其在布朗运动、系统弛豫中的应用。 网络动力学基础： 将动力学系统置于网络结构中，介绍图论基础、网络拓扑（如小世界网络、无标度网络）对信息传播和同步性的影响。 --- 第二部分：稳定性、混沌与分岔理论 这是理解复杂系统行为转变的关键部分。本部分深入解析了系统状态随参数变化而发生定性改变的现象。 核心章节阐述： 线性稳定性分析的局限性： 通过李雅普诺夫（Lyapunov）间接法和特征值分析，明确指出线性化在远离平衡点时的失效。 非线性稳定性理论： 详细介绍了李雅普诺夫函数法，这是判断高维非线性系统稳定性的核心工具。此外，还讨论了指数稳定和全局渐近稳定的概念区分。 分岔理论（Bifurcation Theory）： 涵盖了最基本的鞍结分岔（Saddle-Node）、超临界/次临界霍普夫分岔（Hopf），以及更复杂的滞后现象。通过研究分岔图，读者可以预测系统从稳态到周期振荡，乃至混沌的过渡点。 混沌动力学： 深入讲解了敏感依赖性（蝴蝶效应）、庞加莱截面的构造与应用。重点分析了洛伦兹（Lorenz）吸引子、罗森布拉特（Rössler）系统等经典混沌模型的内在结构，并介绍了最大李雅普诺夫指数和关联维数等量化混沌强度的指标。 --- 第三部分：复杂系统中的涌现现象 本部分从宏观视角审视系统内部元素相互作用如何“涌现”出整体层面的新颖行为。 主要讨论了以下涌现现象： 同步现象（Synchronization）： 覆盖了时间延迟系统中的同步（如相位锁定、完全同步）。详细分析了Kuramoto模型及其在电网、神经元网络中的应用。 模式形成（Pattern Formation）： 讨论了反应-扩散系统，如图灵（Turing）不稳定性如何导致空间图案的自发形成（如斑点和条纹）。这对于理解生物形态发生和化学振荡至关重要。 孤波与激波（Solitons and Shocks）： 针对一维和二维介质中的非线性波传播，介绍了Korteweg-de Vries (KdV) 方程和非线性薛定谔 (NLS) 方程的精确解法，及其在光纤通信中的应用。 --- 第四部分：延迟微分方程与时间滞后动力学 许多物理、生物和工程系统（如控制回路、长距离传输线）中存在显著的时间延迟。本部分专门处理这类系统。 内容侧重于： 延迟对稳定性的影响： 分析了延迟如何可能导致稳定的系统变得不稳定，并引入了特征方程的分析，探讨纯延迟对系统固有频率的影响。 延迟系统的分岔： 讲解了延迟诱导的分岔，特别是当延迟跨越特定临界值时，系统可能从稳态转变为极限环振荡。 时滞系统的混沌与超混沌： 探讨了如Mackey-Glass系统等在具有时滞时表现出的复杂行为。 --- 第五部分：网络动力学与集体行为 将动力学方程嵌入网络结构是理解现代大规模系统的关键。 本部分深入探讨了： 网络同步的拓扑依赖性： 比较了同步速度在完全耦合、随机耦合和特定异构网络（如星形网络）上的差异。 耦合振荡器的全局行为： 分析了耦合振荡器系统的平均场方法，用于描述大规模传感器网络、激光阵列中的集体行为。 网络拓扑对信息流和鲁棒性的影响： 如何利用网络度分布和模块化结构来设计抗干扰的动力学系统。 --- 第六部分：计算方法与前沿应用 最后一部分关注于解决实际复杂系统问题所需的计算技术，并展望了最新的研究方向。 计算与应用方面包括： 数值积分方案： 详细介绍了高精度常微分方程求解器（如Runge-Kutta族）以及处理SDEs的欧拉-丸山法（Euler-Maruyama）。 数据驱动的动力学重构： 引入动态模式分解（DMD）及其扩展（如Smooth-DMD），用于从观测数据中识别系统的本征低维动态模式。 应用实例： 书中通过详尽的案例，展示了复杂系统动力学在以下领域的实际应用： 智能电网的暂态稳定分析。 生物神经元的脉冲发放模型与群体活动。 结构健康监测中的非线性识别技术。 宏观经济与金融市场的波动性建模。 --- 本书特色 本书的特色在于其跨学科的深度和广度。它不仅仅是经典理论的复述，更注重将非线性分析工具箱应用于真实世界中多尺度、强耦合的复杂现象。通过大量精选的、具有启发性的数学模型和详细的计算案例，读者将能够掌握从微观组件行为到宏观涌现现象的完整分析链条，为解决下一代工程和科学挑战奠定坚实基础。本书的数学推导严谨，但叙述清晰，力求在学术深度和工程可读性之间取得完美平衡。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆