力-功-能-辛-离散：祖冲之方法论
出版时间:
2016-05
版次:
1
ISBN:
9787568503891
定价:
45.00
装帧:
平装
开本:
16开
纸张:
胶版纸
页数:
236页
字数:
349千字
正文语种:
简体中文
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-
祖冲之时代没有无穷小的提法，在用割圆法计算圆周率时，采用两点之间连一根直线（即欧几里得几何的短程线）的方法。而用于微分－代数方程（DAE）求解时，可修改为“动力学状态空间时间区段的短程线”，短程线就是几何概念。而这就是保辛。可命名为祖冲之方法论。基于祖冲之方法论得到的数值解，比国外名算法的解好多了。《力-功-能-辛-离散：祖冲之方法论》强调诸如变分原理、计算、离散、保辛、辛代数、DAE、乘法摄动、分忻结构力学、分析动力学、模拟关系、约束、传递辛矩阵对称群等等的数学名词，并联系到多体动力学和浅水波等实用课题，实际上是讲计算应用数学。尤其祖冲之方法论，是从中国古代数学提炼出来的，一改中国数学似乎无所作为的形象，能通过许多实践检验。 绪论
0．1 辛对称-分析动力学与分析结构力学
0．2 微分-代数方程，祖冲之方法论
参考文献
第1章 离散系统的辛数学
1．1 一根弹簧受力变形的启示
1．2 两段弹簧结构的受力变形，互等定理
1．2．1 两根弹簧的并联、串联
1．2．2 两段弹簧结构的分析
1．3 多区段受力变形的传递辛矩阵求解
1．4 势能区段合并与辛矩阵乘法的一致性
1．5 多自由度问题、传递辛矩阵群
1．6 拉杆的有限元法近似求解
1．7 几何形态的考虑
1．8 群
1．9 本章结束语
参考文献
第2章 分析力学——分析动力学与分析结构力学
2．0引言
2．1 单自由度分析动力学
2．1．1 单自由度弹簧-质量系统的振动
2．1．2 Lagrange体系的表述
2．1．3 Hamilton体系的表述
2．1．4 Hamilton对偶方程的辛表述
2．1．5 单自由度系统的作用量
2．1．6 单自由度线性系统的Hamilton-Jacobi方程及求解
2．1．7 通过Riccati微分方程的求解
2．1．8 三类变量的变分原理，Hamilton体系的另一种推导
2．2 单自由度分析结构力学
2．2．1 弹性基础上一维杆件的拉伸分析
2．2．2 Lagrange体系的表述，最小势能原理
2．2．3 Hamilton体系的表述
2．2．4 对偶方程的辛表述
2．2．5 作用量
2．2．6 Hamilton-Jacobi方程的求解
2．2．7 通过Riccati微分方程的求解
2．2．8 拉杆的有限元，保辛
2．2．9 三类变量的变分原理
2．2．10 区段混合能及其偏微分方程
2．2．11 一维波传播问题
2．3 单自由度的正则变换
2．3．1 坐标变换的Jacobi矩阵
2．3．2 离散坐标下正则变换的形式
2．3．3 传递辛矩阵，Lagrange括号与Poisson括号
2．3．4 对辛矩阵乘法表达正则变换的讨论
参考文献
第3章 多维线性经典力学的求解
3．1 线性动力系统的分离变量求解
3．1．1 多维线性分析动力学求解
3．1．2 线性动力系统的分离变量法与本征值问题
3．1．3 多维线性分析结构力学求解
3．2 传递辛矩阵的本征值问题
3．3 辛本征值问题的数值求解
3．3．1 分析动力学与分析结构静力学的辛本征值问题计算
3．3．2 动力学本征值的变分原理
3．3．3 分析结构力学本征值的变分原理
3．3．4 结构力学Lagrange函数不正定的情况
3．3．5 动力学Hamilton函数不完全正定的情况
3．3．6 传递辛矩阵的本征值问题
3．3．7 反对称矩阵的计算
3．3．8 共轭辛子空间迭代法
参考文献
第4章 多维经典力学
4．1 多维的经典力学
4．1．1 多维经典力学体系
4．1．2 传递辛矩阵，Lagrange括号与Poisson括号
4．2 Poisson括号的代数，李代数
4．3 保辛-守恒积分的参变量方法
4．4 用辛矩阵乘法表述的正则变换
4．4．1 时不变正则变换的辛矩阵乘法表述
4．4．2 时变正则变换的辛矩阵乘法表述
4．4．3 基于线性时不变系统的时变正则变换
4．4．4 包含时间坐标的正则变换
4．5 本章结束语
参考文献
第5章 受约束系统经典动力学的祖冲之类算法
5．1 微分-代数方程的积分，祖冲之方法论
5．1．1 圆周率丌，祖冲之计算方法的推测
5．1．2 无约束动力学的时间有限元积分
5．1．3 微分-代数方程的时间有限元求解
5．1．4 祖冲之类算法的收敛性
5．2 刚性问题、机构动力学的积分
5．3 刚-柔体动力学的分析
5．3．1 保辛乘法摄动
5．3．2 刚-柔体动力学的数值例题
5．4 非完整等式约束的积分
5．4．1 简单例题的积分求解
5．4．2 多自由度非完整等式约束的积分
参考文献
第6章 浅水动力学——祖冲之类算法
6．1 浅水波理论
6．1．1 浅水波理论的基本假定
6．1．2 浅水波在Lagrange坐标下的变分原理
6．1．3 浅水孤立波
6．2 水底不平时的位移法，流函数和界带有限元
6．2．1 界带有限元离散
6．3 基于祖冲之类算法的补充
6．3．1 水波方程的Hamilton变分原理
6．3．2 浅水波的Hamilton变分原理
6．3．3 离散数值求解
6．3．4 算例
参考文献
结束语
中国应用数学的发展思路
附录
附录1 矩阵代数初步
附录2 多元二次函数的平方和
附录3 静电电路
附录4 混合能简介
附录5 正则变换、辛矩阵
关键词索引
-
内容简介:
祖冲之时代没有无穷小的提法，在用割圆法计算圆周率时，采用两点之间连一根直线（即欧几里得几何的短程线）的方法。而用于微分－代数方程（DAE）求解时，可修改为“动力学状态空间时间区段的短程线”，短程线就是几何概念。而这就是保辛。可命名为祖冲之方法论。基于祖冲之方法论得到的数值解，比国外名算法的解好多了。《力-功-能-辛-离散：祖冲之方法论》强调诸如变分原理、计算、离散、保辛、辛代数、DAE、乘法摄动、分忻结构力学、分析动力学、模拟关系、约束、传递辛矩阵对称群等等的数学名词，并联系到多体动力学和浅水波等实用课题，实际上是讲计算应用数学。尤其祖冲之方法论，是从中国古代数学提炼出来的，一改中国数学似乎无所作为的形象，能通过许多实践检验。
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目录:
绪论
0．1 辛对称-分析动力学与分析结构力学
0．2 微分-代数方程，祖冲之方法论
参考文献
第1章 离散系统的辛数学
1．1 一根弹簧受力变形的启示
1．2 两段弹簧结构的受力变形，互等定理
1．2．1 两根弹簧的并联、串联
1．2．2 两段弹簧结构的分析
1．3 多区段受力变形的传递辛矩阵求解
1．4 势能区段合并与辛矩阵乘法的一致性
1．5 多自由度问题、传递辛矩阵群
1．6 拉杆的有限元法近似求解
1．7 几何形态的考虑
1．8 群
1．9 本章结束语
参考文献
第2章 分析力学——分析动力学与分析结构力学
2．0引言
2．1 单自由度分析动力学
2．1．1 单自由度弹簧-质量系统的振动
2．1．2 Lagrange体系的表述
2．1．3 Hamilton体系的表述
2．1．4 Hamilton对偶方程的辛表述
2．1．5 单自由度系统的作用量
2．1．6 单自由度线性系统的Hamilton-Jacobi方程及求解
2．1．7 通过Riccati微分方程的求解
2．1．8 三类变量的变分原理，Hamilton体系的另一种推导
2．2 单自由度分析结构力学
2．2．1 弹性基础上一维杆件的拉伸分析
2．2．2 Lagrange体系的表述，最小势能原理
2．2．3 Hamilton体系的表述
2．2．4 对偶方程的辛表述
2．2．5 作用量
2．2．6 Hamilton-Jacobi方程的求解
2．2．7 通过Riccati微分方程的求解
2．2．8 拉杆的有限元，保辛
2．2．9 三类变量的变分原理
2．2．10 区段混合能及其偏微分方程
2．2．11 一维波传播问题
2．3 单自由度的正则变换
2．3．1 坐标变换的Jacobi矩阵
2．3．2 离散坐标下正则变换的形式
2．3．3 传递辛矩阵，Lagrange括号与Poisson括号
2．3．4 对辛矩阵乘法表达正则变换的讨论
参考文献
第3章 多维线性经典力学的求解
3．1 线性动力系统的分离变量求解
3．1．1 多维线性分析动力学求解
3．1．2 线性动力系统的分离变量法与本征值问题
3．1．3 多维线性分析结构力学求解
3．2 传递辛矩阵的本征值问题
3．3 辛本征值问题的数值求解
3．3．1 分析动力学与分析结构静力学的辛本征值问题计算
3．3．2 动力学本征值的变分原理
3．3．3 分析结构力学本征值的变分原理
3．3．4 结构力学Lagrange函数不正定的情况
3．3．5 动力学Hamilton函数不完全正定的情况
3．3．6 传递辛矩阵的本征值问题
3．3．7 反对称矩阵的计算
3．3．8 共轭辛子空间迭代法
参考文献
第4章 多维经典力学
4．1 多维的经典力学
4．1．1 多维经典力学体系
4．1．2 传递辛矩阵，Lagrange括号与Poisson括号
4．2 Poisson括号的代数，李代数
4．3 保辛-守恒积分的参变量方法
4．4 用辛矩阵乘法表述的正则变换
4．4．1 时不变正则变换的辛矩阵乘法表述
4．4．2 时变正则变换的辛矩阵乘法表述
4．4．3 基于线性时不变系统的时变正则变换
4．4．4 包含时间坐标的正则变换
4．5 本章结束语
参考文献
第5章 受约束系统经典动力学的祖冲之类算法
5．1 微分-代数方程的积分，祖冲之方法论
5．1．1 圆周率丌，祖冲之计算方法的推测
5．1．2 无约束动力学的时间有限元积分
5．1．3 微分-代数方程的时间有限元求解
5．1．4 祖冲之类算法的收敛性
5．2 刚性问题、机构动力学的积分
5．3 刚-柔体动力学的分析
5．3．1 保辛乘法摄动
5．3．2 刚-柔体动力学的数值例题
5．4 非完整等式约束的积分
5．4．1 简单例题的积分求解
5．4．2 多自由度非完整等式约束的积分
参考文献
第6章 浅水动力学——祖冲之类算法
6．1 浅水波理论
6．1．1 浅水波理论的基本假定
6．1．2 浅水波在Lagrange坐标下的变分原理
6．1．3 浅水孤立波
6．2 水底不平时的位移法，流函数和界带有限元
6．2．1 界带有限元离散
6．3 基于祖冲之类算法的补充
6．3．1 水波方程的Hamilton变分原理
6．3．2 浅水波的Hamilton变分原理
6．3．3 离散数值求解
6．3．4 算例
参考文献
结束语
中国应用数学的发展思路
附录
附录1 矩阵代数初步
附录2 多元二次函数的平方和
附录3 静电电路
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附录5 正则变换、辛矩阵
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