《有限元法:理论、格式与求解方法(第2版)》- 巴特(Bathe)

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"Finite Element Procedures Second Edition.pdf" 是一本由Klaus-Jürgen Bathe教授编写的关于有限元方法的专业书籍。 Bathe教授是机械工程领域的权威,同时也是ADINA公司的创始人,该公司开发的ADINA软件是一款功能强大的多物理场分析工具,涵盖了结构、流体、热、电磁以及各种耦合场的分析。该书的中文版名为《有限元法:理论、格式与求解方法(第2版-上下册)》,由轩建平翻译。在ADINA公司的官方网站上,可以找到许多免费资源,包括本书的英文版、中文版、答案、程序以及麻省理工学院的相关课程视频。 有限元方法(Finite Element Method, FEM)是一种数值计算方法,常用于解决复杂的工程和物理问题。它将连续区域划分为许多互不重叠的子区域(有限元),然后对每个元素内部的偏微分方程进行近似求解,最后通过接口条件将所有元素的解组合成整个区域的解。这种方法能够有效地处理复杂几何形状和非线性问题,广泛应用于结构力学、流体力学、热传导、电磁学等领域。 本书第二版于2014年出版,截至2016年进行了第四次印刷。书中详细介绍了有限元方法的基本理论、离散过程、公式构建以及求解策略。读者可以通过学习本书掌握如何应用有限元方法来解决实际工程中的问题,涉及的内容可能包括: 1. 有限元方法的基本概念:介绍有限元的起源、基本原理及其在工程中的应用背景。 2. 离散化技术:讲解如何将连续区域划分为有限个简单的几何元素,并构建有限元网格。 3. 弱形式与变分原理:阐述如何从连续问题的强形式转化为便于数值求解的弱形式。 4. 节点插值函数与基函数:介绍不同类型的有限元基函数,如拉格朗日基函数、 Hermite基函数等,以及它们如何用于近似解决方案。 5. 公式构建:讨论如何构造线性或非线性系统方程,包括刚度矩阵、质量矩阵和荷载向量的形成。 6. 求解算法:涵盖直接法、迭代法等求解线性系统的策略,以及如何处理非线性问题。 7. 各类物理场的有限元分析:详细介绍结构力学、流体力学、热传导和电磁学等领域的有限元应用。 8. 结果后处理:讲述如何评估和可视化有限元求解的结果,包括误差分析和收敛性检查。 此外,书中可能还包含了许多实用的编程示例和练习题,帮助读者深入理解并掌握有限元方法的实践应用。通过 Bathe教授的这本著作,无论是初学者还是经验丰富的专业人士,都能获得宝贵的有限元分析知识。