《數值算法及軟體套用》是2017年中國水利水電出版社出版的圖書，作者是劉愛華、賴佑賢、叢沛桐。
基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
劉愛華、賴佑賢、叢沛桐主編的《數值算法及軟體套用(普通高等教育土木與交通類十三五規劃教材) 》理論體系完整、原理方法簡單易懂。首先，從求解問題的靈活性和工程套用的廣泛性出發，重點介紹了有限元方法(FEM)的基本原理及一般工程問題的有限元求解思路，討論了有限元模型的建立和計算結果的解釋與處理方面的關鍵問題，並結合ANSYS等常用有限元軟體進行了算例分析。其次，書中還介紹了算法原理*為複雜、但解題功能*為強大的兩種數值算法，即邊界元法(BEM)與離散元法(DEM)的基本思想和優勢，以及存在的主要問題和發展方向。*後，對工程數值模擬分析中的其他有代表性的計算軟體，如 FLAC3D、Surpac、Micromine等軟體進行了概括性的介紹。
本書既可作為高等院校土木、水利、建築、交通及其他岩土工程類專業學生數值算法與軟體套用課程的教材，也可作為相關學科領域研究生、工程技術人員及科研人員了解數值算法及軟體套用方面知識的重要參考資料。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 數值算法基本定義
1.2 數值算法的發展歷程
1.3 計算機技術與數值算法工程套用
第2章 有限元法基本理論
2.1 概論
2.1.1 有限元基本思想
2.1.2 有限元發展過程
2.1.3 有限元分析的內容和作用
2.2 有限元法的基本概念
2.2.1 物理概念
2.2.2 數學概念
2.2.3 求解原理
2.3 有限元法的理論基礎
2.3.1 基本概念
2.3.2 加權余值法
2.3.3 變分原理
2.3.4 積分方程的有限元解法
2.3.5 有限元解的收斂性
2.4 插值函式(形函式)
2.4.1 有限元插值的一般理論
2.4.2 一維單元的插值函式
2.4.3 平面三角形單元的插值函式
2.4.4 平面矩形單元的插值函式
2.4.5 三維單元的插值函式
2.5 等參元及特殊單元介紹
2.5.1 等參元的坐標變換式
2.5.2 平面直邊三角形等參單元
2.5.3 平面四邊形等參單元
2.5.4 三維六面體等參單元
2.5.5 特殊單元介紹
2.6 有限元剛度矩陣計算
2.6.1 有限元剮度矩陣計算
2.6.2 剮度矩陣特點
2.6.3 剛度矩陣計算機存儲
2.7 數值積分方法
2.7.1 數值積分方法的基本思想
2.7.2 牛頓-柯塔積分法
2.7.3 高斯積分法
2.7.4 二維問題中的數值積分
2.7.5 三維問題中的數值積分
第3章 有限元法與力學計算
3.1 固體力學基本方程
3.1.1 應力和平衡方程
3.1.2 應力、應變、位移關係
3.1.3 線性應力一應變關係
3.1.4 平面應力和平面應變
3.2 最小位能原理
3.3 有限元方程的建立
3.4 單元矩陣的計算
3.5 有限元非線性分析基本概念
第4章 有限元法套用中的核心內容
4.1 概述
4.2 有限元法求解步驟
4.2.1 結構離散
4.2.2 單元分析
4.2.3 整體分析
4.3 有限元模型的建立
4.3.1 有限元建模的任務
4.3.2 有限元模型的定義
4.3.3 有限元建模的一般步驟
4.4 有限元建模技術
4.4.1 單元類型和形狀的選擇
4.4.2 格線的劃分
4.4.3 力/位移邊界條件
4.4.4 模型檢查
4.5 有限元解的誤差分析及收斂性
4.5.1 有限元解的誤差及產生原因
4.5.2 收斂準則
4.5.3 有限元解的下限性
4.6 單元應力計算結果的誤差與平均處理
4.6.1 應力結果的誤差性質
4.6.2 高斯積分點上的應力精度
4.6.3 共用節點上應力的平均處理
4.6.4 誤差處理方法
第5章 有限元計算軟體功能與典型套用軟體
5.1 概述
5.2 有限元分析的電腦程式化
5.2.1 有限元分析平台及分析過程
5.2.2 有限元分析的離散方式
5.2.3 有限元分析程式模組
5.3 有限元軟體及其實施路徑
5.3.1 有限元分析軟體簡介
5.3.2 有限單元法實施路徑
5.4 ANSYS軟體及其套用
5.4.1 ANSYS軟體簡介
5.4.2 基於ANSYS的有限元分析過程
5.5 LS-DYNA軟體介紹
5.5.1 LS-DYNA簡介
5.5.2 LS-DYNA功能特點
5.6 ABAQUS非線性有限元分析軟體
5.7 MSC.MARC軟體介紹
第6章 有限元法與岩土工程套用
6.1 有限元與岩土工程分析
6.1.1 概述
6.1.2 岩體物理特性與有限元處理方法
6.1.3 岩體的應力-應變關係
6.1.4 岩體的強度條件
6.1.5 斜層狀岩體的平面變形的彈性矩陣
6.1.6 節理單元的處理方法
6.2 岩土工程問題的邊界條件
6.2.1 概述
6.2.2 靜力問題的邊界條件
6.2.3 動力問題的邊界條件
6.3 邊坡穩定性有限元分析
6.3.1 計算條件和參數
6.3.2 計算範圍和有限元格線
6.3.3 計算結果分析
6.4 隧道開挖與支護有限元分析
6.4.1 計算條件
6.4.2 計算參數和有限元格線
6.4.3 計算結果分析
6.5 采場參數最佳化有限元分析
6.5.1 計算分析
6.5.2 計算條件和參數
6.5.3 數值計算模型的建立
6.5.4 計算結果分析
第7章 邊界元法基礎
7.1 概述
7.1.1 邊界元法發展簡述
7.1.2 基本思想
7.1.3 邊界元法的優勢和發展方向
7.2 泊松方程的邊界元法
7.2.1 積分方程的建立和基本解
7.2.2 邊界離散為邊界單元並建立代數方程組
7.2.3 係數矩陣中元素的計算
7.2.4 域內戶點聲(戶)函式值的計算
7.2.5 線性邊界單元和高階單元的計算
7.3 彈性體受力分析的邊界元法
7.3.1 基本概念
7.3.2 彈性問題邊界積分方程表達式
7.3.3 二維彈性體的基本解和邊界元方程的表達式
7.3.4 係數矩陣中元素Hij和Gi的計算
7.3.5 域內點的位移和內點、邊界點應力的計算
7.4 體積力的邊界積分計算
7.4.1 重力荷載
7.4.2 離心力荷載
7.4.3 熱載荷
7.5 三維彈性體的邊界元公式
7.5.1 三維彈性體的基本解和三階張量
7.5.2 三維體積力的邊界積分式
7.5.3 離心力載荷三維體積力邊界積分式
7.5.4 三維穩態熱載荷的邊界積分公式
7.6 岩土力學中的邊界元法
7.7 邊界元軟體簡介
7.7.1 邊界元法軟體THBEM2及THBEM3
7.7.2 三維邊界元法流體動力學分析軟體LINFLOW
7.7.3 邊界元軟體Map3D
7.8 邊界元與有限元的比較
第8章 離散元法基礎
8.1 概述
8.1.1 基本思想
8.1.2 離散元法在國內外的發展狀況
8.1.3 離散元一般求解步驟及套用領域
8.2 基本原理
8.3 離散元法與其他數值方法的耦合
8.4 離散元法存在的問題和展望
8.4.1 離散元法存在的主要問題
8.4.2 離散元法研究的展望
8.5 離散元軟體介紹
8.5.1 PFC(Particle Flow Code)軟體
8.5.2 EDEM軟體
8.5.3 UDEC高級非連續力學分析軟體
第9章 工程數值模擬分析中的其他計算軟體
9.1 FLAC3D軟體介紹
9.1.1 FLAC3D簡介
9.1.2 FLAC3D優缺點
9.1.3 本構模型
9.1.4 單元與格線生成
9.1.5 邊界條件和初始條件
9.1.6 計算步驟
9.1.7 FLAC3D模擬分析結果的表現形式
9.2 Surpac軟體介紹
9.2.1 Surpac簡介
9.2.2 三維圖形系統(3D Graphic System)
9.2.3 功能模組
9.2.4 技術特點
9.3 Micromine軟體簡介
9.4 AutoCAD繪圖軟體簡介參考文獻
