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【新书推荐】钟万勰院士著作:《辛数学及其工程应用》

3月前浏览2660

中行独复,以从道也——《易经・复卦・六 四》

一阴一阳之谓道——《易经・系辞上》


 背  景


 

从天体运动到分子运动,从经典力学到量子力学和相对论力学,一切保守的动力系统,均可采用Hamilton描述。从动力系统,还可以拓展到固体力学、流体力学、电磁学、最优控制、电网分析、声学等,自然界中大量问题可以采用Hamilton描述。可以证明Hamilton系统的真实解具有保辛的性质,满足最小作用量原理,保辛是Hamilton系统的最重要的基本性质。目前计算机仿真计算,已经成为人类研究自然科学的最为重要手段之一。本书的观点是:针对Hamilton系统的仿真算法设计,要满足保辛这一系统的基本性质。那么,什么是保辛呢?

祖冲之计算π的思路是割圆法,可推测为:平面上两点之间联接的短程线是直线,而约束只要在离散格点处满足即可。将这一思想用到动力学分析,几何空间变为动力学状态空间,则其两个离散时间点之间联接的动力学短程线,就该是最小作用量变分原理。短程线,可称为力学的几何化,离散时就成为“保辛”。保辛,也是中国的数学成就之一。

 

祖冲之割圆术

中国崛起,中国应用数学 岂能无动于衷,可怎么体现出来呢?中华民族历来重视历史文化,每年要公祭炎帝、黄帝等祖先。这是重视炎黄文化或华夏文化的体现。近代发展的数学是从希腊传承下来的,包括欧几里得几何等。大学工科数学教材中只提西方人的成就,而几乎看不到中国的。实际上,中华5000多年的光辉文明,在数学方面成果斐然。中国传统数学称为算术,讲究应用,是要实实在在地算出数值来的,此即中国数学之根。当前已经处于计算机、信息时代,看起来非常精美的图像,其实全是离散数值表达的,中国的算术传统优势应在其中体现出来。从祖冲之割圆术,到仿真分析的保辛算法,中国数学似乎中断了的发展脉络,在计算中得到接续。本书强调诸如:变分原理计算离散保辛辛代数DAE乘法摄动分析结构力学分析动力学模拟关系约束传递辛矩阵对称群等数学名词,并联系到优化控制多体动力学浅水波等实用课题,实际上是讲计算应用数学,尤其祖冲之方法论,提炼于中国古代数学,求解现代力学问题,贯通古今,融合中西。

内容简介


 


本书讲述应用力学的辛体系,内容包括离散辛数学的基本理论及其在分析力学、分析结构力学、控制理论约束动力系统、水波等方面的应用,介绍了基于辛体系的辛本征算法、精细积分方法、祖冲之类保辛算法等特色算法。

本书不仅强调辛数学的基本理论,还强调数值算法,适用于应用力学及相关工程专业的高年级本科生、研究生及科技工作者阅读和参考。

目  录


 


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作者简介


 


钟万勰,大连理工大学教授,英国威尔士大学、香港大学名誉教授,中科院院士,我国计算力学的奠基人之一,我国研究计算力学辛体系的发起人之一,长期致力于研究和发展计算力学辛体系,主持973项目、国家重大研发计划等,研究成果在国内外得到广泛认可,先后两次获得国家自然科学二等奖。

吴锋博士,大连理工大学副教授,师从著名力学家钟万勰院士,2018年入选大连理工大学星海学者人才培育计划“星海骨干”;同年被评为大连市“青年科技之星”;2019年获大连理工大学优秀教学成果1等奖。先后主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后基金(一等)等;国际计算力学协会会员。





来源:STEM与计算机方法
声学多体动力学理论控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-04
最近编辑:3月前
江野
博士 等春风得意,等时间嘉许。
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