结构工程数值计算及工程应用PDF电子书下载

第1章 并行计算方法 1

1.1 并行计算概述 1

1.1.1 计算平台的变革 1

1.1.2 并行计算的基本概念 2

1.2 并行计算的性能分析 4

1.2.1 性能损失的原因 4

1.2.2 相关性与粒度 5

1.2.3 性能的评价 6

1.2.4 认识并行计算机 7

1.3 有限元法中并行计算的基本框架 8

参考文献 9

第2章 有限元基础理论 10

2.1 基于位移的有限单元法的基本概念及有限元列式 10

2.1.1 变分原理 10

2.1.2 可变形固体静力问题的控制方程的一般表达式 11

2.1.3 等效积分弱形式 12

2.1.4 基于位移的有限单元法 13

2.2 有限元分析的离散方式与单元选择 14

2.2.1 梁杆结构 14

2.2.2 连续体结构 16

2.3 有限元方法的并行性 20

2.3.1 空间上的并行 20

2.3.2 时间上的并行 21

参考文献 22

第3章 建筑结构抗震分析 24

3.1 常用的建筑结构抗震分析方法及原理 24

3.1.1 底部剪力法 24

3.1.2 反应谱分析法 25

3.1.3 动力分析法 27

3.1.4 静力弹塑性分析 29

3.2 静力弹塑性分析的分析控制参数 30

3.2.1 静力弹塑性分析原理 30

3.2.2 荷载工况 31

3.2.3 加强层的设置 32

3.3 塑性铰的定义与设置 32

3.4 侧向荷载加载模式 33

3.5 能量谱曲线及性能点 33

3.6 工程实例 34

3.6.1 工程背景 34

3.6.2 计算模型的建立 35

3.6.3 加载方式的选择 36

3.6.4 Pushover分析结果 36

3.6.5 结论及建议 42

第4章 结构损伤和破坏分析 44

4.1 工程结构损伤和破坏分析的应用背景 44

4.2 非线性分析中常用的数值算法 47

4.2.1 结构非线性分析 47

4.2.2 静力分析 48

4.2.3 动力分析 50

4.3 边界条件 52

4.3.1 接触边界 52

4.3.2 混尺度模型的建立 53

4.4 工程实例 53

4.4.1 复杂节点的混尺度分析 53

4.4.2 构件的滞回分析 59

4.4.3 桥梁墩柱受落石撞击分析 60

4.4.4 多层生土房屋的地震倒塌分析 71

参考文献 77

第5章 建筑结构风致振动 78

5.1 风对结构的作用 78

5.2 作用于结构上的风荷载 79

5.2.1 平均风荷载 79

5.2.2 动态风荷载 82

5.3 建筑结构风振计算及等效静力风荷载 83

5.3.1 建筑结构风振响应 83

5.3.2 等效静力风荷载研究 85

5.3.3 建筑结构风振控制 86

5.4 工程实例 87

5.4.1 研究对象 87

5.4.2 风洞试验 87

5.4.3 风振响应分析 89

5.4.4 等效静力风荷载计算分析 89

参考文献 92

第6章 结构风工程CFD模拟与流固耦合 94

6.1 结构风工程CFD概述 94

6.1.1 引言 94

6.1.2 复杂建筑工程 94

6.1.3 复杂外形的风致作用 95

6.1.4 建筑群的风场干扰 96

6.1.5 列车风影响 97

6.1.6 几何非线性与流固藕合效应 98

6.1.7 风工程研究的数值方法 99

6.1.8 计算风工程（CWE） 100

6.2 CFD模拟方法与技术 104

6.2.1 引言 104

6.2.2 黏性流动控制方程 105

6.2.3 湍流模型 108

6.2.4 网格生成技术 115

6.2.5 边界条件 118

6.2.6 N-S方程离散 122

6.2.7 多重网格方法 124

6.2.8 准稳态时步逼近技术 125

6.2.9 计算误差与控制 134

6.2.10 计算结果的工程应用 135

6.2.11 小结 136

6.3 CFD案例应用 136

6.3.1 引言 136

6.3.2 经典案例 137

6.3.3 特征体分析方法在铁路客站风荷载计算中的应用 161

6.3.4 小结 170

6.4 流固耦合——以张弦结构为例 170

6.4.1 引言 170

6.4.2 FSI分析的关键理论问题 172

6.4.3 弦支结构FSI模型的构建 181

6.4.4 分析案例 185

6.4.5 小结 192

参考文献 193