大气科学中的数值方法

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出版者:南京大学出版社
作者:
出品人:
页数:503
译者:
出版时间:1994-8
价格:40
装帧:平装
isbn号码:9787305025815
丛书系列:
图书标签:
  • 气象学
  • 教材
  • 大气科学
  • 2013
  • 大气科学
  • 数值方法
  • 科学计算
  • 数值模拟
  • 大气物理
  • 气象学
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具体描述

好的,这是一本关于“大气科学中的数值方法”的图书简介,但内容完全不涉及该主题。 --- 《现代材料力学:结构稳定性与非线性分析》 内容简介 本书聚焦于工程力学领域的前沿课题——现代材料的力学行为、结构稳定性理论及其复杂非线性问题的数值求解。本书旨在为结构工程师、材料科学家以及相关领域的研究人员提供一套系统、深入且具有实践指导意义的理论框架与计算方法。全书结构严谨,内容涵盖了从基本假设到复杂应用的全过程,力求在理论深度与工程实用性之间取得精妙的平衡。 第一部分:基础理论与本构关系 本书伊始,我们首先对弹性力学和塑性力学的基本原理进行了回顾与深化,特别是针对新型功能梯度材料和复合材料的本构关系建模。详细阐述了描述材料应力-应变关系的非线性本构模型,包括各向异性材料的本构方程、粘弹性材料的松弛与蠕变理论。着重探讨了损伤力学在描述材料疲劳和断裂过程中的应用,特别是引入了内聚力模型(Cohesive Zone Model, CZM)来模拟裂纹扩展的非线性过程。 在材料本构关系部分,本书深入剖析了超材料的力学特性,如何通过微观结构设计来调控宏观力学响应。我们详细介绍了描述超材料等效本构参数的有效介质理论,并探讨了在极端载荷(如冲击载荷)下材料行为的动态响应特性。 第二部分:结构稳定性理论的深化 结构稳定性是结构工程中的核心问题之一。本书超越了传统的欧拉屈曲理论,全面系统地介绍了二阶理论(Second-Order Theory)在评估结构稳定性中的应用。重点阐述了由几何非线性(如大变形、初弯度)引起的稳定性和承载力退化机理。 本书详细介绍了屈曲分析的各种方法,包括本征值屈曲分析(Eigenvalue Buckling Analysis)和非线性静力屈曲分析(Nonlinear Static Buckling Analysis)。特别关注了由制造缺陷、残余应力以及外部激励引起的“静力学失稳”与“动力学失稳”之间的关联。对于复杂薄壁结构和空间桁架结构,本书引入了基于能量泛函的稳定判据,并结合现代计算工具进行了详尽的案例分析。 第三部分:非线性分析的数值方法 本书的核心内容集中在处理结构力学中的非线性问题。我们系统介绍了处理几何非线性和材料非线性的数值计算策略。在时间积分方面,本书对比分析了显式和隐式积分方案的优缺点,并着重介绍了修正的牛顿法、弧长法(Arc-Length Method)等在求解临界点和后屈曲路径中的应用。 材料非线性方面,本书详细阐述了如何利用增量加载步和子迭代技术,结合返回面理论(Return Mapping Algorithms),来实现对塑性、超塑性、以及粘塑性问题的精确数值模拟。 第四部分:高级应用与案例研究 本书的最后部分将理论与工程实践紧密结合,通过多个高级案例展示了如何应用本书介绍的工具和方法解决实际工程难题。案例涵盖了: 1. 复合材料层合板的冲击响应分析:采用显式动力学方法,结合材料失效准则,模拟高速冲击对复杂结构的影响。 2. 大跨度桥梁的非线性施工过程模拟:利用分阶段加载和几何非线性分析,评估吊装、预应力施加等阶段的结构安全性。 3. 岩土工程中的非线性渗透与应力耦合:讨论了如何将材料的非线性本构模型与多孔介质的渗流模型相结合,进行复杂的土体变形分析。 4. 基于先进算法的优化设计:结合拓扑优化和形状优化技术,在满足稳定性和强度约束的前提下,实现结构的轻量化设计。 本书配有丰富的数学推导和清晰的图表说明,旨在帮助读者不仅掌握“如何计算”,更理解“为何如此计算”,为从事高精度、高可靠性工程结构分析的研究人员提供坚实的理论基础和实用的计算指导。 目标读者: 结构工程、机械工程、土木工程、航空航天工程专业的高年级本科生、研究生,以及从事结构分析、仿真验证和新材料应用开发的工程师和研究人员。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这是一本我偶然在书店翻到的书,当时就被封面简洁而又充满科技感的风格所吸引。我本身并非大气科学的科班出身,但对这个领域一直抱有浓厚的兴趣,尤其是天气预报背后那些复杂的计算和模型,总觉得十分神秘。拿到这本书后,我迫不及待地翻阅起来。尽管书名听起来有些专业,但读起来却意外地容易理解。作者用非常清晰的语言,将那些听起来高深莫测的数值方法,一层层剥开,展现在读者面前。我特别喜欢书中对每一个数学概念的解释,并没有直接丢出公式,而是先从直观的物理意义入手,比如数值积分的几何含义,有限差分法的原理,以及边界条件的重要性等等。这一点对于我这样的非专业读者来说,简直是福音。我能够体会到作者在梳理和讲解这些复杂概念时所付出的巨大努力,将抽象的数学工具与大气科学的具体问题紧密结合,让我能够更深刻地理解为什么需要这些方法,以及它们是如何解决实际大气现象的。书中的图表和算例也十分生动,往往一个简单的图示就能帮助我理解一个复杂的公式,这比单纯的文字描述要有效得多。总而言之,这本书为我打开了一扇通往大气科学计算世界的大门,让我对这个领域的理解上升到了一个新的高度。我还会反复阅读,并且尝试书中的一些例子,相信定能从中获益匪浅。

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这本书的价值,远不止于它提供的技术知识,更在于它所展现的一种严谨而又富有创造力的科学思维方式。作为一名在学术界摸爬滚打多年的研究者,我深知理论与实践的结合是多么重要。而《大气科学中的数值方法》这本书,正是这样一个完美的典范。作者在书中,不仅仅是罗列各种数值算法,而是深入剖析了这些算法的数学本质,以及它们在大气科学领域的适用性和局限性。我特别欣赏书中对不同数值方法的比较分析,它们在处理不同类型的大气方程组时的表现,以及在精度、稳定性和计算效率上的权衡。这种深入的洞察,能够帮助读者更明智地选择和运用数值方法,从而提高研究的效率和质量。此外,书中还融入了许多关于如何评估数值结果的可靠性,以及如何利用数值模拟来理解大气现象的讨论,这对于培养研究者的批判性思维至关重要。这本书的语言风格朴实而富有逻辑,让我能够在阅读中不断产生新的思考,并将其应用到我自己的研究工作中。

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这本书简直就是我多年来寻找的“宝藏”。作为一名业余的天气爱好者,我一直对“预报”这个概念非常着迷,但始终无法理解背后的原理。我尝试阅读了一些关于天气预报的书籍,但往往都止步于概念层面,很少涉及具体的计算过程。直到我遇到了《大气科学中的数值方法》,我的世界观彻底被颠覆了。作者以一种极其友好的方式,将我带入了数值计算的奇妙世界。我惊讶地发现,原来天气预报并不是靠“算命”,而是通过严谨的数学模型和强大的计算能力来模拟大气的演变。书中对如何将连续的大气方程离散化,如何进行时间积分,如何处理边界条件等过程的讲解,都用非常形象的比喻和直观的图解,让我这个非专业人士也能够轻松理解。我特别喜欢书中关于“误差”的讨论,原来任何计算都会有误差,而如何减小误差,提高预报的准确性,是科学家们不断努力的方向。读完这本书,我对每一次天气预报的出现,都充满了敬意,也更加理解了气象科学工作的艰辛与伟大。这本书让我看到了科学的力量,也点燃了我对科学探索的热情。

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这本书在我的书架上已经占有一席之地,并且被我翻阅了不下数十次。作为一名在气象部门工作多年的技术人员,我们日常的工作离不开各种数值模式的运行和结果分析。然而,我一直感觉自己对这些模式的“黑箱”操作有些不够了解,很多时候只能根据经验进行参数调整和结果解读,缺乏更深层次的理解。《大气科学中的数值方法》这本书,恰好为我弥补了这一知识短板。作者在书中系统地介绍了求解大气方程组的各种数值方法,从最基础的差分格式到更复杂的算法,讲解都非常详尽且贴近实际应用。我尤其欣赏书中对不同数值方法的收敛性和稳定性条件的讨论,这对于我们理解模式为何有时会产生不稳定的结果,以及如何改进模式有着至关重要的意义。书中还涉及到一些关于计算效率和并行化的内容,这对于我们优化模式运行效率,充分利用计算资源非常有帮助。此外,书中对一些经典数值案例的分析,也为我们排查模式中的潜在问题提供了思路。总而言之,这本书不仅提升了我理论知识的深度,也为我解决实际工作中的问题提供了宝贵的参考。

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我是一名在读的数学系学生,对应用数学的各个分支都抱有浓厚的兴趣,尤其是那些能够解决实际科学问题的数学方法。偶然间看到了《大气科学中的数值方法》这本书,我被其能够将抽象的数学理论与生动的大气现象相结合的视角所吸引。虽然我并非大气科学的专业人士,但书中的数学讲解却让我倍感亲切。作者在介绍数值方法时,并没有回避数学的严谨性,而是清晰地梳理了各种方法的数学原理,例如,有限差分法中泰勒展开的应用,有限体积法中的积分守恒原理,以及谱方法中的傅里叶级数和多项式插值。这些内容与我在数学系的学习内容息息相关,让我能够从数学的角度去理解这些方法的精髓。更重要的是,作者通过大气科学中的具体问题,例如大气动力学方程、热力学方程的求解,生动地展示了这些数学工具的强大威力。我尤其喜欢书中对不同数值方法的比较分析,它们在精度、稳定性和计算效率上的差异,让我对数学工具的选择有了更深刻的认识。这本书也激发了我对计算科学与地球科学交叉领域的兴趣,让我看到数学在解决复杂科学问题中的巨大潜力。

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我想说,《大气科学中的数值方法》这本书,是我近期阅读过最令人印象深刻的一本书籍之一。我本身并非大气科学或数学专业的学生,但对科学的很多领域都抱有浓厚的兴趣,而我总觉得,很多科学问题的解决,最终都离不开“计算”。这本书恰好满足了我对计算在科学研究中扮演何种角色的好奇心。作者用一种非常系统而又有条理的方式,将大气科学中的数值方法一一呈现,从基础的概念到具体的实现,都讲解得非常透彻。让我印象深刻的是,作者在介绍每一种数值方法时,都会先从其背后的数学原理出发,然后引申到在大气科学中的具体应用。这种“由内而外”的讲解方式,让我能够建立起对数值方法的整体认知,而不是仅仅停留在对某个公式的死记硬背。书中还穿插了许多关于模型稳定性、误差分析等重要议题的讨论,这让我意识到,即使是最简单的计算,也需要严谨的理论支撑。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪,让我更加敬畏科学的严谨与智慧。

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作为一名有着数年大气科学研究经验的研究者,我一直对数值方法的理论与实践之间的差距感到有些困扰。很多时候,我们能够熟练地运用各种数值模式,但对于其背后所依赖的数学原理却知之甚少。这本书的出现,恰好解决了我的这一痛点。作者在书中并未仅仅停留在理论层面,而是将抽象的数值算法与大气科学的实际应用紧密结合。例如,在讨论时间积分方法时,书中不仅详细介绍了各种方法的精度和稳定性条件,还结合了实际的大气演变方程,说明了在模拟不同尺度的大气现象时,如何选择合适的积分步长和方法,以保证计算的稳定性和准确性。书中对网格划分、边界处理等关键环节的讲解也十分细致,这些细节往往是大气模式开发中容易被忽略但又至关重要的地方。我还惊喜地发现,书中对某些经典的数值方法的优缺点进行了深入的剖析,这有助于我更批判性地看待现有的数值模式,并为开发新的、更高效的计算方法提供理论指导。此外,书中还包含了一些关于并行计算和高性能计算在数值方法实现中的应用,这对于当前大规模数值模拟的发展方向具有重要的参考价值。这本书的内容覆盖面广,深度也足够,无论是初学者还是资深研究者,都能从中获得启发。

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这本书的出现,对我来说简直是久旱逢甘霖。我是一名正在攻读大气物理学博士的学生,在研究过程中,常常被各种复杂的数值模型和计算方法所困扰。之前接触的很多教材,要么过于理论化,要么就只关注特定模型的实现,对于数值方法的底层原理和普适性介绍得不够深入。而《大气科学中的数值方法》这本书,则很好地填补了这一空白。作者在书中系统地梳理了求解偏微分方程的各种数值技术,从最基础的离散化方法,如有限差分法、有限体积法,到更高级的时间积分方案,如欧拉法、龙格-库塔法,以及处理非结构化网格的有限元法等等,都有详尽的阐述。我尤为欣赏的是,作者不仅讲解了方法的“是什么”,更深入地探讨了“为什么”,比如不同方法的精度、稳定性和效率上的权衡,以及在面对不同类型的大气方程组时,如何选择最合适的方法。书中还穿插了许多关于数值误差分析的内容,这对于我进行模型验证和结果评估至关重要。我常常在阅读中,将书中的理论与我正在使用的模型进行对比,发现许多之前不曾注意到的问题,也找到了改进的思路。这本书的数学推导严谨且逻辑清晰,让我能够循序渐进地掌握这些高深的数值技巧。我相信,这本书将成为我学术研究过程中不可或缺的参考书,帮助我更扎实地掌握数值方法的精髓。

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我是一位初学者,对大气科学和数值方法都处于一个非常基础的阶段。一直以来,我都觉得天气预报的背后一定隐藏着非常复杂的计算过程,但苦于没有合适的入门书籍。偶然的机会,我接触到了《大气科学中的数值方法》这本书,这无疑是我在这个领域里遇到的最棒的启蒙读物。作者的写作风格非常人性化,他似乎完全理解我的困惑和需求。书中从最最基础的数学概念讲起,比如什么是“离散化”,什么是“精度”,什么是“稳定性”,然后逐步深入到有限差分、有限体积等核心数值方法。我尤其喜欢书中大量的图示,它们将抽象的数学公式转化为生动的视觉形象,让我能够轻松理解每一个步骤的意义。书中的例子也非常贴切,能够将我们生活中遇到的天气现象与复杂的数值计算联系起来,让我不再觉得这些计算与我无关。读完这本书,我不仅对大气科学有了初步的认识,更重要的是,我能够理解数值方法在其中扮演的重要角色,并且激发了我进一步深入学习的动力。

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对于很多非数学和非物理专业的学生来说,大气科学本身就已经是一个充满挑战的领域,再加上“数值方法”这个听起来就颇为艰深的词汇,很多人可能会望而却步。然而,《大气科学中的数值方法》这本书却以一种令人耳目一新的方式,打破了这种隔阂。作者在编写过程中,显然充分考虑到了读者的背景差异,用非常通俗易懂的语言,将复杂的数学概念化繁为简。我最欣赏的一点是,书中大量运用了类比和生活中的例子来解释抽象的数学原理。比如,在讲解数值积分时,作者会将一个复杂的积分区域比作计算不规则图形的面积,然后用分割成无数个小矩形来近似求解。这种方式不仅让数学公式不再枯燥,更让我能够直观地理解计算的本质。书中还巧妙地将这些数值方法应用到大气科学的实际问题中,例如模拟降雨过程、计算风场变化等,让我深刻体会到数学的强大力量是如何塑造我们对世界的认知的。这本书的排版也很精美,插图清晰,内容安排也循序渐进,让我感觉像是在阅读一本精彩的科普读物,而不是一本枯燥的教科书。

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2013修订版,很多拼凑的痕迹。

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2013修订版,很多拼凑的痕迹。

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2013修订版,很多拼凑的痕迹。

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2013修订版,很多拼凑的痕迹。

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2013修订版,很多拼凑的痕迹。

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