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量纲分析与Lie群


作者:
孙博华
定价:
49.00元
ISBN:
978-7-04-045517-5
版面字数:
240千字
开本:
16开
全书页数:
187页
装帧形式:
精装
重点项目:
暂无
出版时间:
2016-06-23
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
力学
三级分类:
理论力学

解决任何科学技术问题都需要建模和求解。美国著名学者B. J. Cantwell倡议:理工科的学生,一要学习量纲分析方法,二要掌握Lie群对称分析。前者用来建立物理模型,后者用来求解。

本书系统地介绍了量纲分析和Lie群。在量纲分析部分,阐述了量纲分析的基本概念和方法,并通过一系列实例展示它的普适性,如破甲弹金属射流的稳定性问题、薄板在高速射流冲击下的撕裂问题、固体的断裂问题、航天器液体推进剂的晃动问题、海面原油泄漏的扩展问题、点源强爆炸问题、沙漠治理中草方格的障沙问题和湍流标度律问题等。在Lie群部分,介绍了Lie群对称的概念、无穷小生成元和Lie代数、泛函的Noether守恒律、微分方程的不变量和相似解的寻求、Lie群的外微分形式、符号运算的软件介绍,并通过一些实例展示Lie群对称性方法的强大,如传热问题、平板大挠度的von Kármán方程、无粘流体的Euler方程的Lie群对称分析、一般非线性Burgers方程的精确解、弹性力学的Noether守恒律、二维流体边界层方程的Lie群对称性分析等。

本书适合理工科大学生、研究生和相关领域的研究人员使用。

  • 前辅文
  • 第一章 量纲分析
  • 第二章 量纲分析的基本概念和П定理
    • 2.1 量纲
    • 2.2 量纲的幂次律
    • 2.3 量纲一致性定律
    • 2.4 П定理
    • 2.5 量纲分析的6 步法
    • 2.6 量纲分析的难点
    • 2.7 一些常用的无量纲量
  • 第三章 量纲分析的经典问题
    • 3.1 肥皂泡中的压强问题
    • 3.2 机翼的升力问题
    • 3.3 管中的流动摩擦阻力问题
    • 3.4 Rayleigh 低速绕流换热问题
    • 3.5 弹性线在拉紧状态下的振动频率问题
    • 3.6 单摆的振动周期问题
  • 第四章 量纲分析的扩展
    • 4.1 定向量纲
      • 4.1.1 炮弹的水平距离问题
      • 4.1.2 弹性线的振动能量问题
      • 4.1.3 弹性圆球的接触问题
    • 4.2 量纲分析的不完全相似问题
  • 第五章 相似论
    • 5.1 相似论的基本概念
    • 5.2 弹性梁的挠度
    • 5.3 相似变量
  • 第六章 量纲分析和相似论的应用
    • 6.1 破甲弹金属射流的稳定性问题
    • 6.2 薄板在高速射流冲击下的撕裂问题
    • 6.3 固体的断裂问题
    • 6.4 航天器液体推进剂的晃动问题
    • 6.5 海面原油泄漏的扩展问题
    • 6.6 风吹声问题
    • 6.7 不可压各向同性湍流的标度律
    • 6.8 可压缩湍流的能谱标度律初探
      • 6.8.1 对应速度场u的可压缩湍流能谱
      • 6.8.2 对应v=ƿ1/3的可压缩湍流能谱
    • 6.9 湍流噪声问题
      • 6.9.1 Lighthill$U^8$标度律
      • 6.9.2 超音速功率的实测标度律
      • 6.9.3 湍流噪声的统一标度律
      • 6.9.4 结论
    • 6.10 点源强爆炸问题
    • 6.11 沙漠治理中草方格的障沙问题
      • 6.11.1 草方格
      • 6.11.2 草方格的空气动力学分析
      • 6.11.3 草方格的量纲分析
      • 6.11.4 结论
    • 6.12 考虑温度变化时微机电系统陀螺仪的标度律
    • 6.13 水力压裂问题
      • 6.13.1 水力压裂的量纲分析
      • 6.13.2 不同情况的简化
      • 6.13.3 时间效应
      • 6.13.4 结论
    • 6.14 高超声速的相似律
      • 6.14.1 高超声速的微分方程
      • 6.14.2 二维流动的相似律
      • 6.14.3 轴对称流动
  • 第七章 群论基本概念
    • 7.1 群的定义
    • 7.2 Lie 群的创立和传播
  • 第八章 Lie 群分析的基本概念
    • 8.1 3 个微分方程求解实例
    • 8.2 单参数Lie 群和Lie 级数
    • 8.3 无穷小生成元
    • 8.4 正则坐标
    • 8.5 不变性或对称性
    • 8.6 无穷小生成元的延拓和对称性
  • 第九章 微分方程的对称性和Lie 群对称性决定方程
    • 9.1 一阶微分方程的决定方程
    • 9.2 二阶微分方程的决定方程
    • 9.3 特征线法和不变量
    • 9.3.1 特征线法
    • 9.3.2 不变量
    • 9.4无穷小生成元 一次{延拓 的{不变量
    • 9.5 无穷小生成元二次延拓的不变量
  • 第十章 Lie 代数
    • 10.1 Lie 代数
    • 10.2 可解Lie 代数
  • 第十一章 二阶微分方程的求解
    • 11.1 正则变量方法
    • 11.2Lie 群 求解微分方程的5 步法
  • 第十二章 偏微分方程的Lie 群对称方法
  • 第十三章 泛函的Lie 群对称性和Noether 守恒律
    • 13.1 泛函变分的Lie 群对称性
    • 13.2 多变量情况下的导数和全导数
    • 13.3 Noether 守恒律
    • 13.4 Ibragimov 守恒律
  • 第十四章 Lie 群对称方法的外微分形式
    • 14.1 微分形式简介
    • 14.2 微分方程的微分形式
    • 14.3 微分方程对称的微分形式
  • 第十五章 Lie 群对称方法的软件系统
    • 15.1 Mathematica
    • 15.2 Maple
  • 第十六章 Lie 群的应用
    • 16.1 传热问题
    • 16.2 平板大挠度的von Kármán方程
    • 16.3 二维平行剪切流的线性稳定Orr-Sommerfeld 方程的Lie 群对称性分析
    • 16.4 无黏流体的Euler 方程的Lie 群对称性分析
    • 16.5 黏性流体的Navier-Stokes 方程的Lie 群对称性分析
    • 16.6 一般非线性Burgers 方程的精确解
      • 16.6.1 Lie 群对称无穷小生成元
      • 16.6.2 Lie 代数和Lie 群
      • 16.6.3 精确解和通解
      • 16.6.4 精确相似解
    • 16.7 反应扩散方程的Lie 群对称性分析和求解
      • 16.7.1 式(16.103) 的Lie 群对称性分析
      • 16.7.2 守恒律
      • 16.7.3精确解
    • 16.8 弹性力学的Noether 守恒律
      • 16.8.1 弹性力学势能的Noether 守恒律
      • 16.8.2 弹性余能的Noether 守恒律
    • 16.9 二维流体边界层方程的Lie 群对称性分析
    • 16.10 不可压流体的湍流问题
  • 第十七章 量纲理论与Lie 群
    • 17.1 多参数拉伸群
    • 17.2 量纲理论
  • 参考文献
  • 结束语

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