ANSYS 11.0基础与实例教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:秦宇

出品人:

页数:418

译者:

出版时间:2009-2

价格:50.00元

装帧:

isbn号码:9787122043658

丛书系列:

图书标签:

• ANSYS
• 有限元
• 结构力学
• 工程分析
• 仿真
• 教程
• 实例
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• 机械设计
• 数值计算

《现代工程仿真技术：原理、方法与实践》 本书深入探讨了现代工程仿真技术的核心原理、关键方法及其在实际工程问题中的应用。旨在为工程师、科研人员和高等院校学生提供一个全面而深入的理解框架，帮助他们掌握利用仿真工具解决复杂工程挑战的能力。 第一部分：仿真技术基础理论 本部分将从仿真技术的基本概念入手，阐述其在现代工程设计、分析与优化中的重要性。我们将详细解析仿真的分类，包括基于物理模型、数据驱动以及混合仿真方法，并探讨不同类型仿真的适用范围和优劣势。 仿真模型构建： 重点介绍如何从实际物理过程抽象出精确的数学模型。我们将深入讨论几何建模、材料建模、边界条件设置、初始条件设定等关键环节，强调模型准确性对仿真结果可靠性的决定性影响。同时，也会介绍不同尺度的建模策略，如宏观、微观和介观尺度的建模方法。 数值离散化方法： 详细讲解有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）等主流数值离散化技术的数学原理、算法流程及其在处理不同类型物理场问题上的特点。我们将通过具体的例子，展示如何选择和应用最适合特定问题的离散化方法，以及网格划分对计算精度和效率的影响。 求解器技术： 深入剖析线性方程组的求解方法，包括直接法（如LU分解、Cholesky分解）和迭代法（如Jacobi迭代、Gauss-Seidel迭代、共轭梯度法）。同时，也会介绍非线性方程组的迭代求解策略，如Newton-Raphson方法，并讨论大规模复杂问题的求解器优化技术。 仿真结果的后处理与验证： 强调仿真结果的直观呈现、数据分析和解读。我们将介绍各种可视化技术，如云图、矢量图、曲线图等，以及如何进行敏感性分析、不确定性量化（UQ）等，以评估模型的鲁棒性和预测能力。同时，将详细阐述仿真结果与实验数据、理论解或其他仿真结果的对比验证方法，确保仿真结果的可靠性。 第二部分：多物理场耦合仿真 现代工程问题往往涉及多个物理场的相互作用，本部分将聚焦于多物理场耦合仿真的理论与实践。 耦合机制与方法： 详细阐述不同物理场之间的耦合关系，如流固耦合（FSI）、热-结构耦合、电磁-热-结构耦合等。我们将介绍弱耦合、强耦合以及顺序耦合等不同的耦合策略，并分析它们在不同场景下的适用性。 常见耦合应用： 针对具体工程领域，提供详细的耦合仿真案例研究。例如，在航空航天领域，分析气动载荷对结构的影响；在汽车工程中，研究发动机热管理对结构应力的作用；在能源领域，探讨流体流动与传热的耦合效应。 第三部分：先进仿真技术与应用 本部分将介绍一些前沿的仿真技术，以及它们在解决新兴工程问题中的潜力。 优化驱动的仿真： 探讨如何将仿真与优化算法相结合，实现工程设计的自动化和智能化。我们将介绍拓扑优化、参数优化、形状优化等方法，以及如何通过迭代仿真来寻找最优设计方案。 概率与不确定性分析： 深入讲解如何在仿真中考虑材料参数、载荷条件等的不确定性，并进行可靠性分析和风险评估。蒙特卡洛方法、响应面法等将作为重点讲解内容。 高性能计算（HPC）在仿真中的作用： 阐述如何利用HPC集群提升仿真计算效率，处理大规模、高精度的仿真模型。并行计算、分布式计算等相关技术将得到介绍。 人工智能与机器学习在仿真中的融合： 探讨如何利用AI和ML技术加速仿真过程、改进模型预测精度、以及从仿真数据中提取有价值的信息。例如，通过机器学习代理模型替代高成本的物理仿真，或用于故障诊断与预测。 第四部分：工程实践案例分析 本部分将通过多个跨学科的实际工程案例，展示仿真技术在解决复杂工程问题中的强大能力。每个案例都将遵循“问题提出-模型建立-仿真分析-结果验证-工程应用”的逻辑流程。 案例一：复杂结构件的应力强度分析 背景： 某重要机械部件在服役过程中承受多向载荷，需要评估其结构可靠性。 仿真过程： 详细介绍该部件的几何建模、材料属性定义、载荷施加与边界条件设定，以及网格划分策略。 分析与结果： 展示应力分布、应变分布、位移云图，并进行关键部位的强度校核，判断结构是否满足安全要求。 案例二：流体流动与传热耦合分析 背景： 设计一款新型散热器，需优化其散热效率。 仿真过程： 建立流体域与固体域模型，定义流体入口速度、温度，固体材料的热属性，以及耦合边界条件。 分析与结果： 分析流体速度场、压力场、温度场，以及固体材料的温度分布，识别热点区域，并提出优化建议。 案例三：电磁兼容性（EMC）初步评估 背景： 评估电子设备在工作环境中产生的电磁辐射对周围环境的影响，以及外部电磁场对设备自身的干扰。 仿真过程： 建立电子设备内部的关键电路布局模型，定义电磁源，设置仿真区域和边界条件。 分析与结果： 分析设备产生的电磁场分布，评估辐射强度，识别潜在的EMC问题，为设计改进提供依据。 本书内容严谨，语言精炼，力求深入浅出，便于读者理解和掌握。通过理论与实践相结合，旨在培养读者独立运用仿真技术解决工程问题的能力，从而推动工程科学的进步。

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时至今日，当我们习惯了云计算、AI辅助求解和高度自动化的预处理流程，回望ANSYS 11.0的基础教程，会发现它代表了那个时代对工程仿真软件掌握的最高要求——即要求使用者对每一个步骤都有深刻的理解和精确的控制。这本书的价值在于其“深度而非广度”的哲学。它没有试图涵盖软件中所有的菜单和工具，而是聚焦于构建一个稳健的有限元分析流程所必需的核心知识体系。这使得它摆脱了版本升级带来的快速淘汰风险，其关于结构力学、材料本构关系在有限元环境中的体现方式，依然是跨越版本的普适性知识。对于那些希望真正理解有限元内核，而不是仅仅学会点击按钮的用户来说，这本书提供了一个宝贵的、不被现代UI花哨功能所迷惑的、回归本质的学习路径，它构建的底层思维框架，是任何后续高级软件应用的基础基石。

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这本书在图示的使用上，虽然受限于当时的印刷技术和软件版本界面，显得略微陈旧，但其图文配合的紧密度是毋庸置疑的。很多时候，一个关键的设置界面，作者会用非常精细的文字描述来补充图示无法完全表达的细微差别，特别是关于材料属性定义和单元选择器中的高级选项。我特别欣赏它在处理“失败案例分析”上的坦诚。它不仅展示了如何成功运行一个分析，更深入探讨了哪些常见的设置错误会导致计算发散或结果荒谬，并提供了具体的排查步骤。这种“防错”教育，比单纯的“成功”教学要宝贵得多。对于一个自学者来说，面对软件报错信息往往是最受挫的时刻，而这本书就像一个经验丰富的导师在旁边指导，告诉我：“别慌，看看是不是边界条件定义出了问题，或者网格质量太差了”。这种实战经验的传授，是任何纯理论书籍都无法比拟的。

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这本书的封面设计得相当有年代感，封面的色调和字体选择让人一下子就回到了那个使用ANSYS 11.0的时代。我清楚地记得，当年学习有限元分析时，市场上充斥着各种各样的参考资料，但真正能系统地将理论与软件操作结合起来的精品却不多见。这本书的引入，无疑为当时的工程师和学生提供了一个坚实的平台。它不仅仅是一本操作手册，更像是一本细致入微的“领航员”，带领初学者穿越复杂的FEA（有限元分析）概念迷宫。我印象最深的是它对前处理、求解和后处理三大模块的讲解，尤其是在网格划分和边界条件设置方面，作者的处理方式非常直观，避免了许多初学者容易陷入的误区。比如，它对不同类型单元的选择标准给出了非常实用的指导，这在后续我接触更复杂项目时，都保持着指导意义。尽管现在ANSYS版本已经迭代了许多代，但理解11.0时代的基础构建逻辑，对于掌握有限元分析的内核依然至关重要，这本书无疑起到了很好的奠基作用。

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当我翻开这本书时，最先吸引我的是其详实的算例部分。那些案例并非简单地罗列软件命令，而是紧密围绕实际工程问题展开，从静力学分析到热传导，再到模态分析，每一步都有清晰的逻辑推导和步骤分解。这种“理论先行，操作跟进”的编写风格，极大地帮助我理解了“为什么这样做”而不是仅仅停留在“如何点击鼠标”。例如，在讲解接触分析时，作者花了大量篇幅去解释不同接触类型（如刚性接触、摩擦接触）背后的物理含义，这对于一个初学者来说是醍醐灌顶的。我记得当时为了完成一个机械装配体的应力集中分析，我就是参照书中的一个复杂曲面接触实例，最终成功地找到了设计中的薄弱环节。这本书的价值在于它没有回避问题的复杂性，而是用一种相对平易近人的方式将其拆解开来，让读者在实践中积累经验，而不是仅仅停留在理论的纸上谈兵，其对结果的验证和误差分析也做得相当到位。

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这本书的语言风格透露着一股老派工程师的严谨与务实。没有过多华丽的辞藻，直奔主题，句式结构清晰、明确，充满了技术文档特有的那种不容置疑的权威感。它不像一些新出版的书籍那样追求“酷炫”的界面截图，而是更注重于流程的内在逻辑和数学基础的关联。对我而言，最大的收获在于它对参数化建模思想的早期引入。在11.0时代，参数化设置还不是像今天这般普及和易用，但这本书已经开始引导读者思考如何通过变量驱动模型，这极大地提升了我对设计迭代效率的认识。阅读过程中，我能清晰地感受到作者试图将一个复杂的工程软件工具，转化成一个可靠的工程决策辅助系统。这种注重底层逻辑的培养方式，让我在后续学习更高级的非线性分析时，能够更快地建立起模型与真实世界物理行为之间的映射关系，而不是被软件的特定界面所束缚。

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