随计算机技术的飞速发展,计算机模拟在许多场合代替了试验方法,节约了大量的人力和研究经费,已经成为人类认识自然和解决工程问题的重要手段。
使学生了解使用计算机模拟方法来解决工程力学问题的基本思想和过程,熟练地运用最常用、最有效方法——有限单元法,包括数学/力学模型的建立,计算机程序的实现,数值试验等。
掌握有限单元法的基本原理,分析方法和计算步骤。用有限单元法求解简单的平面问题和空间问题,能够进行程序设计和编制。能够使用现有软件解决较为复杂的实际应用问题。
概念清晰易懂,实例丰富,习题覆盖面广。
本课程是工程力学专业的专业课,培养学生综合运用先修的专业基础和计算机应用课程,运用计算机数值模拟方法解决工程实际问题的能力。具体包括:
1 掌握有限单元法基本原理,熟悉弹性力学有限元程序的各个主要功能模块和计算流程。
2 掌握常用单元的建立,常见边界条件的处理和荷载的计算。熟悉数值积分法和常用的数据储存格式。
3 掌握高性能线性代数库和求解器的使用方法。
4掌握有限元数据文件的内容,能够建立自己的数据文件格式,能够编制简单且完整的有限元计算程序。
5 能够运用有限单元法解决土木水利工程中的常见问题,包括线性静力问题、线性动力问题、板壳问题、温度场和温度应力问题、渗流场问题。掌握这些问题的共性和各自的特殊性,用已有程序能够算题。
6 对其他计算力学方法有所了解,包括加权余量法、差分法、边界元等。了解当前计算力学的发展动态。
高等数学,线性代数,材料力学,结构力学,弹性力学,计算机语言(C,VB,Fortran其中之一),计算方法
1. 华东水利学院编,《弹性力学问题的有限单元法》,水利电力出版社,1978
2. 卓家寿编,《弹性力学中的有限单元法》,高等教育出版社,1987
3. 王勖成编著,《有限单元法》,清华大学出版社,2003
4. 姜弘道 陈和群 《有限单元法的程序设计》,水利电力出版社,1989
5. 徐芝纶编,《弹性力学》(上、下册),高等教育出版社,1990
6. 朱伯芳编,《有限单元法原理与应用》,水利电力出版社,2000
Q : 上课所用的主要参考教材?
A : 以陈国荣编著 有限单元法原理及应用(第二版),科学出版社 为主要参考教材,配合教师上课PPT讲稿。
Q : 需要自行掌握计算机相关软件吗?
A : 暂时不要求,但会提供简易的上机软件。