Grid Generation Methods pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Liseikin, Vladimir D.

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:

价格:$ 179.67

装帧:

isbn号码:9783540656869

丛书系列:

图书标签:

• Grid Generation
• Mesh Generation
• Computational Grid
• Finite Volume Method
• Finite Element Method
• Numerical Methods
• Computational Fluid Dynamics
• Engineering Analysis
• Scientific Computing
• Geometry Modeling

《网格生成方法》图书简介 内容概述： 本书深入探讨了网格生成这一复杂而关键的科学与工程计算基础。从理论到实践，本书详细阐述了各种网格生成技术的核心原理、算法实现以及在不同应用领域中的挑战与解决方案。读者将全面了解如何构建高质量的计算网格，以满足从基础科学研究到工程应用中日益增长的计算需求。 核心内容： 本书系统性地梳理了网格生成方法的发展历程，并重点介绍了当前主流和前沿的技术。主要内容涵盖以下几个方面： 第一部分：网格生成的基本概念与理论基础 计算网格的重要性： 详细解释了在数值模拟、科学计算和工程分析中，网格作为离散化手段的不可或缺性，以及网格质量对计算精度、稳定性和效率的直接影响。 网格的类型与分类： 介绍结构化网格、非结构化网格、混合网格等基本类型，并深入分析它们的几何特征、拓扑结构以及各自的优缺点。 网格质量评估标准： 阐述了评价网格质量的关键指标，如单元形状（长宽比、雅可比行列式、体积）、单元大小变化率、网格光滑性、网格密度等，以及这些指标如何影响数值计算结果。 几何模型的表示与处理： 讨论了三维几何模型的表示方法（如B-rep, CSG, Voxel等），以及进行网格生成前所需的几何清理、简化和特征提取等预处理步骤。 第二部分：主流网格生成算法详解 结构化网格生成方法： 多块结构化网格： 介绍如何将复杂几何体分解为多个简单块，并生成块与块之间匹配的结构化网格。重点阐述映射技术（如代数映射、微分映射）的原理与应用。 重叠网格（Overset Grids）： 详细讲解重叠网格技术的概念，如何处理不同网格区域之间的信息传递（填充），以及其在处理运动边界和复杂几何体方面的优势。 非结构化网格生成方法： 基于三角剖分/四面体剖分的生成方法： Delaunay三角剖分/四面体剖分： 深入剖析Delaunay准则，讲解Delaunay三角剖分/四面体剖分的生成算法（如增量插入法、Divide and Conquer法），以及其在生成高质量三角形/四面体网格方面的优势。 Conforming Delaunay三角剖分： 介绍如何处理几何边界，生成满足几何约束的Delaunay网格。 Advancing Front方法： 解释该方法的基本思想，即从边界开始逐步向前推进生成单元，并讨论其在二维和三维网格生成中的实现细节。 体填充（Volume Meshing）技术： 重点介绍如何将空腔体填充为四面体或六面体单元，包括基于Delaunay、Advancing Front以及其他体填充算法。 表面网格生成： 详细阐述如何生成高质量的二维或三维几何表面网格，包括边界上的网格密度控制、边界特征线的解析等。 混合网格生成方法： 混合网格的优势： 解释为何混合网格（同时包含结构化和非结构化部分）能够结合两者的优点，提高计算效率和灵活性。 混合网格的生成策略： 探讨如何将复杂几何体划分为不同区域，并针对不同区域采用最适合的网格类型，以及如何处理不同网格类型之间的接口。 第三部分：高级网格生成技术与优化 自适应网格精化（Adaptive Mesh Refinement, AMR）： 介绍AMR的概念，讲解如何根据计算误差或物理量梯度自动增加网格密度，以及其在提高计算精度和效率方面的作用。 网格光滑与优化： 探讨网格平滑算法，如Laplacian平滑、Centroidal Voronoi Tessellation (CVT) 等，以及如何通过网格优化提高单元质量，进而提升数值计算性能。 网格质量改进与修复： 针对低质量网格，介绍常用的改进和修复技术，如单元翻转、重构单元等。 几何自适应网格生成： 探讨如何在计算过程中，使网格几何形状随着物理量的变化而自动调整。 GPU加速的网格生成： 介绍如何利用图形处理器（GPU）的并行计算能力来加速网格生成过程，特别是在大规模网格生成任务中。 第四部分：网格生成在典型工程领域中的应用 计算流体力学（CFD）： 讨论在航空航天、汽车、能源等领域，CFD模拟中网格生成面临的挑战，如复杂外形、多相流、大涡模拟（LES）等，以及相应的网格策略。 计算固体力学（CSM）： 讲解在结构分析、断裂力学、塑性变形等应用中，对网格单元类型、网格密度和网格质量的要求。 电磁场仿真： 探讨在天线设计、电磁兼容性（EMC）等领域，如何生成适合分析电磁波传播的网格。 多物理场耦合仿真： 介绍在涉及流固耦合、热固耦合等复杂多物理场问题中，如何生成匹配的网格以保证不同物理场计算的精度和一致性。 第五部分：网格生成软件与工具 主流网格生成软件介绍： 简要介绍一些业界常用的商业和开源网格生成软件（如ANSYS Meshing, Pointwise, Gmsh, Salome等），并分析它们的功能特点和适用场景。 网格文件格式： 介绍常用的网格文件格式（如.msh, .vtk, .xda等）。 目标读者： 本书适合于对科学计算、数值模拟、工程分析感兴趣的本科生、研究生，以及从事相关领域的科研人员、工程师和开发人员。包括但不限于： 机械工程、航空航天工程、土木工程、电子工程等领域的学生和研究人员。 从事计算流体力学（CFD）、计算固体力学（CSM）、有限元分析（FEA）、计算电磁学（CEM）等领域的工程师和开发人员。 对高性能计算和数值方法感兴趣的科研工作者。 本书特色： 全面性： 覆盖了从基础理论到前沿技术的广泛内容。 深度性： 对各种网格生成算法进行了详细的原理阐述和算法分析。 实践性： 结合了丰富的应用实例，展示了网格生成在解决实际工程问题中的重要作用。 系统性： 结构清晰，逻辑严谨，便于读者逐步深入理解。 通过阅读本书，读者将能够建立起扎实的网格生成理论基础，掌握多种网格生成算法的实现细节，并能够根据具体的工程问题选择和应用最合适的网格生成技术，从而提升数值模拟的精度和效率。

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书中提供的案例研究部分，展现了极强的实用性和针对性。作者似乎深谙工业界和研究机构的实际痛点，所选取的应用场景都极具代表性，涵盖了从流体力学模拟到结构分析的多个领域。更令人称赞的是，每当引入一个新的方法论时，作者都会附带一组可复现的数值结果和详细的参数设置，这极大地便利了希望将书中学到的知识立即应用到自己项目中的工程师和研究生。我尤其欣赏那些关于网格质量度量与自适应细化的讨论，那不仅仅是理论的堆砌，而是充满了实战经验的总结，哪些陷阱需要避开，哪种方法在特定约束下表现更优，讲得透彻明白，避免了我在实际操作中走弯路。

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这本书的理论深度令人印象深刻，尤其是在涉及一些前沿的优化算法推导部分，作者的处理方式极为精妙。他们没有满足于简单地罗列公式，而是对每一步数学推导的逻辑链条进行了极其详尽的剖析，甚至连一些看似微不足道的代数操作都给出了清晰的注脚。这对于那些希望深入理解“为什么是这样”而不是仅仅停留在“如何应用”的进阶读者来说，简直是如获至宝。我曾花费了数小时去研究其中关于边界条件处理的一小节，发现作者对不同网格拓扑结构的敏感性分析，远超我预期的深度。这种对理论基础的毫不妥协的钻研精神，使得这本书在学术价值上达到了很高的水准，绝非市面上那些浮于表面的“速成指南”可比拟。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，色彩的运用大胆而精准，那种蓝与灰的碰撞，仿佛直接将你拉入了一个充满几何美感的抽象世界。我特别喜欢封面上那种细密排布的线条结构，它们不是简单的重复，而是在细节处展现出一种微妙的、近乎数学般的美感。每一次拿起它，都感觉像是在触摸一个精心雕琢的艺术品，而非一本枯燥的技术手册。内页的排版同样考究，字体选择既保证了阅读的舒适度，又透着一股严谨的学术气息。对于那些对设计细节有较高要求的读者来说，这本书的物理形态本身就是一种享受。它不是那种随随便便就能丢在桌角、不加修饰的书籍，而是值得被陈列出来，细细品味的。这种对细节的尊重，让我对书中内容的质量也自然而然地抱持了更高的期待，它似乎在用外在的精致，预示着内在知识的深度和广度。

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从整体阅读体验来看，这本书的结构组织堪称典范。它仿佛被设计成了一个循序渐进的迷宫，每走一步，你都会发现自己对全局的理解更深一层。章节之间的过渡自然流畅，没有那种生硬的、强行转折的感觉。前面对基础概念的铺垫，为后面对高级模型的理解提供了坚实的地基。我可以清晰地看到作者是如何一步步搭建起复杂的知识体系的，这种逻辑上的连贯性，使得即便是面对跨度较大的主题转换，读者也能保持心神上的稳定，不会感到迷失。对于需要将这本书作为长期参考资料的专业人士来说，这种精心设计的结构，确保了知识点的可检索性和长期记忆的有效性，它更像是一部可以常伴左右的“工具百科全书”，而不是一次性的读物。

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当我翻开这本书的扉页，首先映入眼帘的是作者那段朴实却充满热情的致谢词。从字里行间，我能感受到作者在构建这个知识体系时所投入的巨大心力与持久的热情。他们没有采用那种高高在上、拒人于千里之外的学术腔调，反而用一种平易近人的语态，像一位经验丰富的导师在引导初学者。这种叙事方式极大地降低了阅读的心理门槛，让我这个起初还有些许畏惧的技术书籍的读者，感到了一种被接纳和鼓励的温暖。尤其是在介绍一些基础概念时，作者总是能恰到好处地穿插一些生动的比喻或历史小故事，使得原本可能晦涩难懂的理论变得清晰起来，仿佛这些复杂的算法和模型，都有了可以触摸和理解的实体。这种教学上的匠心，是衡量一本好技术书的关键标准之一，而这本书无疑做得非常出色。

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