汽车发动机动态过程及其控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787114036989

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• 发动机动态过程
• 发动机控制
• 内燃机
• 汽车工程
• 控制系统
• 建模与仿真
• 动力学
• 汽车技术
• 自动控制

《机械工程中的数值模拟方法》 本书是一本深入探讨机械工程领域数值模拟方法的专业著作。全书围绕如何利用数学模型和计算技术来解决复杂的工程问题展开，内容涵盖了从基础理论到实际应用的广泛范畴。 第一部分：数值分析基础与离散化方法 本部分首先回顾了数值分析的核心概念，包括误差分析、收敛性、稳定性和精度等，为后续章节的学习奠定坚实的基础。在此基础上，详细介绍了各种离散化技术，这是将连续的物理过程转化为计算机可处理的离散方程的关键步骤。 有限差分法 (FDM): 深入阐述了有限差分法的原理，包括向前差分、向后差分和中心差分等近似导数的方法。本书通过具体算例，展示了如何将偏微分方程转化为代数方程组，并讨论了不同网格生成策略对计算结果的影响。重点分析了FDM在模拟流体动力学和热传导问题中的应用。 有限元法 (FEM): FEM 是本书的重点之一。从变分原理和加权残差法等基本出发，详细介绍了单元划分、形函数选取、高斯积分以及刚度矩阵和载荷向量的组装过程。本书特别关注了在结构力学、固体力学和热力学问题中应用FEM的技巧，包括各种单元类型（如一维杆单元、梁单元、二维三角形/四边形单元、三维实体单元）的推导与应用。此外，还探讨了非线性FEM问题，如材料非线性、几何非线性以及接触非线性。 有限体积法 (FVM): FVM 在流体力学和传热学领域有着广泛应用。本书阐述了FVM的基本思想，即积分形式的守恒律在控制体积上的应用。重点介绍了通量计算、界面构造以及守恒格式的构建。通过实例，展示了FVM在处理流动边界条件、激波和高梯度区域时的优势。 第二部分：关键工程领域的数值模拟应用 在掌握了基本的离散化方法后，本部分将这些方法应用于机械工程的几个关键领域，展示其强大的求解能力。 结构力学与固体力学模拟: 详细讲解了如何利用FEM进行静态应力分析、动态响应分析、振动分析以及屈曲分析。本书提供了丰富的案例，涵盖了材料力学中的各种典型构件，如轴、梁、板、壳体的应力应变计算，以及疲劳损伤的预测。特别地，对于复杂结构的模态分析和响应谱分析，进行了深入的探讨。 流体力学模拟 (CFD): 聚焦于如何利用FVM和FEM进行流体流动和传热的模拟。内容包括不可压缩流和可压缩流的建模，层流和湍流模型（如RANS、LES），以及传热的稳态和瞬态分析。本书通过汽车空气动力学、管道流动、换热器设计等实际问题，演示了CFD的应用。还包括了多相流和燃烧模拟的初步介绍。 多体动力学模拟: 探讨了如何模拟由多个相互连接的刚体或柔体组成的系统的运动。本书介绍了拉格朗日方程、哈密顿方程等理论基础，以及求解刚体和柔体动力学方程的数值方法。重点关注了机械臂、车辆悬架系统、航空航天器等复杂机构的运动仿真。 振动与声学模拟: 结合FEM和边界元法 (BEM)，本书深入研究了结构的振动特性和噪声传播。内容包括固有频率和模态的计算，瞬态和稳态响应分析，以及声场和声压级的预测。特别探讨了结构-声耦合问题。 第三部分：高级主题与实践指导 本部分旨在进一步提升读者的数值模拟能力，并介绍一些高级技术和实践经验。 高级网格生成与自适应网格: 详细介绍了复杂几何体的网格生成技术，包括结构网格和非结构网格的生成方法。讨论了网格质量对计算精度的影响，以及如何通过自适应网格技术，根据误差估计动态地优化网格密度，从而提高计算效率和精度。 并行计算与高性能计算 (HPC): 随着工程问题的日益复杂，对计算资源的需求也越来越大。本部分介绍了并行计算的基本概念，如消息传递接口 (MPI) 和共享内存并行 (OpenMP)，以及如何在高性能计算平台上高效地运行数值模拟。 参数化建模与优化: 探讨了如何将数值模拟与参数化设计相结合，进行工程设计优化。介绍了几种常见的优化算法，如梯度下降法、遗传算法等，以及如何利用模拟结果来指导参数调整，从而获得最佳设计方案。 软件应用与最佳实践: 本书还将提及一些主流的数值模拟软件（如ANSYS, ABAQUS, COMSOL, STAR-CCM+ 等）的基本工作流程和特点，并提供一些在实际工程项目中的最佳实践和注意事项，例如模型建立、边界条件设置、结果验证和后处理等。 本书的编写风格力求严谨而不失清晰，理论推导完整，并通过大量图表和算例来帮助读者理解抽象的数学概念和复杂的数值算法。无论是机械工程专业的学生，还是从事相关领域研发的工程师，都能从本书中获得深刻的启发和实用的技能。

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我最欣赏这本书的一个地方在于它对“动态过程”的强调，这一点在书名中就有体现，而内容也确实贯彻始终。它不像很多教科书那样把发动机看作是一个静态的、平衡的系统来分析，而是始终关注系统在快速变化工况下的响应特性。例如，在描述点火提前角调节时，作者不仅仅给出了一个静态的优化值，而是详细分析了延迟时间、超调量以及不同转速下系统的固有频率对最终控制效果的影响。这种对时间域和频率域特性的深入剖析，极大地提升了这本书的实用价值，让读者能够真正理解为什么在不同的驾驶模式下，发动机的表现会有显著差异，也为我们优化控制参数指明了方向。

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说实话，这本书的篇幅实在是很厚重，感觉像是一部百科全书，初次尝试通读几乎是不可能完成的任务。我倾向于将它作为一本“按需查阅”的参考手册来使用。每当我遇到一个特定的技术难题，比如某个特定工况下的爆震抑制问题，我可以直接跳到相应章节，寻找作者对该现象的归因和已有的解决方案。这种模块化的知识结构，使得它在实际工程应用中非常方便。尽管有些理论部分的推导对我来说略显冗长，但正是这些详尽的铺垫，确保了结论的可靠性。它为我提供了一个坚实的理论后盾，当我需要向同事或上级解释一个复杂的控制逻辑时，我总能从这本书中找到最权威的佐证和最清晰的阐述角度。

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坦白说，初次阅读这本书的时候，我被一些早期的章节给难住了，那些关于热力学和流体力学基础的描述，虽然详尽，但对于非本专业背景的读者来说，门槛还是有点高。我不得不经常停下来，查阅一些更基础的背景知识才能勉强跟上作者的思路。不过，一旦跨过了这个初期障碍，后续关于各种传感器、执行器工作原理的阐述就变得清晰起来。作者似乎很擅长将复杂的物理现象用相对直观的语言来描述，虽然专业术语一个接一个，但通过大量的对比和案例分析，我能大致勾勒出它们在实际发动机控制系统中的作用。这本书给我的感觉是，它更像是为已经有一定工程基础的研究人员准备的工具书，而不是给初学者准备的入门教材，需要读者投入大量的时间和精力去消化吸收。

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这本书的排版和印刷质量相当不错，纸张手感很好，即使用荧光笔做了很多标记，内页也没有出现洇墨的现象，这对于需要反复翻阅和勾画重点的读者来说，简直是福音。我特别欣赏作者在论述控制策略时的那种严谨态度，他似乎不满足于停留在“是什么”的层面，而是深入探讨“为什么会这样”以及“如何优化”。书中对于模糊控制和神经网络在发动机工况优化中的应用讨论得尤为深入，那些具体的算法流程图画得非常清晰，逻辑链条一环扣一环，让人能清晰地追踪到决策是如何产生的。对于那些希望将前沿计算方法应用于实际机械控制领域的技术人员来说，这本书提供了非常宝贵的理论基础和实践参考框架。

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这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种深邃的蓝色调配上银灰色的字体，给人一种专业、严谨的感觉，让人不禁期待里面能有什么干货。我拿到手的时候，首先翻阅了一下目录，感觉内容编排得很有层次感，从最基础的理论概念讲起，逐步深入到复杂的系统控制，这对于我这种想全面了解发动机运行机理的人来说，是个很好的指引。特别是关于燃烧室内部流场模拟那几个章节，篇幅不小，图表也很多，看得出作者在数据分析和可视化方面下了不少功夫。虽然我还没来得及细读每一个公式推导，但光是看这些结构化的内容布局，就能感受到这是一本经得起推敲的学术著作，而不是那种浮于表面的科普读物。我特别留意了一下参考文献部分，引用的文献看起来非常新颖和权威，这让我对书中内容的先进性有了信心。

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