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《计算动力学》(张雄,王天舒著,清华大学出版社,2007年12月)将计算结构动力学、计算冲击动力学和计算多体系统动力学的内容有机地整合,系统地讲授工程结构和机械系统在各类瞬态载荷作用下的动力学响应的数值分析方法和程序设计技术,注重基本概念的阐述,力图使学生在掌握各类基本方法基本原理的同时,理解各类方法之间的内在联系与区别。

全书分为9章和3个附录。第1章从加权余量法出发,讲述达朗贝尔-拉格朗日原理、哈密顿原理和广义变分原理。第2章以平面三结点三角形单元为例,讲述有限元法的一般过程,详细讨论了有限元法的程序实现方法,并给出了有限元法示例程序STAP90。第3章详细讲述大型特征值问题的求解方法及误差估计问题,给出了广义雅可比法、子空间迭代法和Lanczos迭代法的FORTRAN 90程序。第4章阐述大型离散系统运动方程的求解方法,给出了时间积分示例程序TIP90。第5章讲述大型复杂系统动力分析的有效方法 — 动态子结构法。第6章讲述几何非线性、材料非线性和边界条件非线性动力学问题的有限元法分析方法,重点阐述了冲击和爆炸等高速动力学问题的模拟方法,也兼顾了非线性结构动力学的模拟问题,给出了高速碰撞分析显式有限元程序EFEP90。第7章简要地介绍并行计算方法,给出了并行版的高速碰撞分析显式有限元程序PEFEP90。第8章讲述伽辽金型无网格法的基本原理,详细阐述了在冲击爆炸等问题中应用较为成功的SPH和物质点法。第9章讲述多刚体系统和柔性多体系统动力学的建模和数值求解方法,给出了多刚体系统动力学分析示例程序MBSim。附录A简要地介绍张量指标记号、Voigt记号和张量运算法则。附录B介绍Tecplot进行有限元后处理的相关功能。附录C讲述FEAP程序的使用方法、程序结构以及进行二次开发的方法,便于学生在FEAP程序的基础上快速开展自己的研究工作。

本书高度重视程序设计方法,注重培养学生的程序设计能力。书中给出了大量的示例程序,以帮助学生理解各类方法的基本原理和程序实现方法。学生可以对这些程序进行扩充,以分析各类复杂结构和机械系统的动力学问题,完成课程的项目训练。注重吸收相关研究领域中的最新研究成果,如用于超高速碰撞问题的无网格法(SPH法、物质点法和物质点有限元法)、精细积分法、高性能计算等,使学生尽快进入到相关的研究领域中。本书可作为力学、机械、航空航天、土木水利、汽车等专业的研究生和高年级本科生教材及科研人员的参考书。

 

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