“量綱分析理論與應用”是一門重要的力學專業(yè)基礎課程,更是爆炸與沖擊動力學相關專業(yè)的核心專業(yè)基礎課程!读烤V分析理論與應用》力求建立相對完備的量綱分析基礎概念、性質(zhì)與定理體系,結(jié)合力學特別是爆炸與沖擊動力學相關問題的經(jīng)典實例,對量綱分析的內(nèi)涵與性質(zhì)進行闡述,提出量綱分析的基本步驟與應用原則,討論如何有機結(jié)合理論、試驗、仿真與量綱分析方法解決問題!读烤V分析理論與應用》雖然是專業(yè)基礎課程教材,但其中諸多方法、思路和結(jié)論能夠直接應用于相關實際工程問題或給相關研究提供參考。
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目錄
前言
第1章 單位與量綱 1
1.1 單位與單位體系 1
1.1.1 傳統(tǒng)基本物理量單位體系及轉(zhuǎn)換 2
1.1.2 基本量和基本單位 5
1.1.3 衍生單位與導出單位 9
1.2 量綱與量綱體系 12
1.2.1 量綱的概念與內(nèi)涵 13
1.2.2 量綱的運算法則 15
1.2.3 導出量綱 18
1.3 量綱的冪次形式 20
1.3.1 經(jīng)典力學問題中量綱的冪次表示 20
1.3.2 一般量綱的冪次表示 24
第2章 量綱分析與Π定理 26
2.1 量綱分析的概念與內(nèi)涵 26
2.1.1 量綱分析的概念 27
2.1.2 量綱一致性法則 32
2.1.3 量綱分析的基本原理 34
2.2 量綱分析基本原則與 Π 定理 41
2.2.1 Buckingham Π定理 42
2.2.2 基本量綱確定的基本方法與原則 50
2.2.3 參考物理量的選取基本方法與原則 56
2.2.4 無量綱量求解的矩陣分析法 73
2.3 量綱分析的基本方法與思路 79
2.3.1 物理問題及其主要因素的選取與確定 80
2.3.2 物理問題中自變量物理獨立性和耦合性分析與確定 89
2.3.3 無量綱函數(shù)表達式的物理意義與進一步分析 99
第3章 量綱分析與相似律 111
3.1 幾何相似、材料相似與物理相似 112
3.1.1 幾何相似的函數(shù)定義與無量綱特征 112
3.1.2 材料相似的概念與特征 116
3.1.3 物理相似的概念與內(nèi)涵 128
3.2 相似律的概念、內(nèi)涵與性質(zhì) 143
3.2.1 相似律的概念與相似準數(shù) 144
3.2.2 相似律的性質(zhì)與量綱分析 157
3.2.3 相似律的內(nèi)涵與特征 173
3.3 相似律與幾何相似律 180
3.3.1 幾何相似律的概念與內(nèi)涵 183
3.3.2 幾何相似、幾何相似律與相似律 195
3.3.3 幾何相似律的性質(zhì)與特征 200
第4章 量綱分析與試驗分析 214
4.1 量綱分析與試驗設計 214
4.1.1 量綱分析對試驗設計的簡化 214
4.1.2 量綱分析與相似縮比模型的分析 218
4.1.3 幾何相似、尺寸效應與縮比模型的設計 245
4.2 爆炸波傳播問題相似律與試驗結(jié)果分析 249
4.2.1 核爆問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 249
4.2.2 爆炸波在空氣中的傳播問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 258
4.2.3 非理想爆炸波傳播問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 279
4.3 巖土介質(zhì)中爆炸沖擊問題相似律與試驗結(jié)果分析 293
4.3.1 土壤介質(zhì)中爆炸成坑問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 293
4.3.2 巖土介質(zhì)中爆炸地沖擊問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 303
4.3.3 地表爆炸沖擊作用下沙土淺埋結(jié)構(gòu)動態(tài)響應問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 . 310
4.4 撞擊侵徹問題相似律與試驗結(jié)果分析 316
4.4.1 超高速侵徹半無限金屬靶板問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 317
4.4.2 長桿彈高速侵徹金屬靶板問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 327
4.4.3 短桿彈侵徹半無限金屬靶板問題量綱分析與試驗結(jié)果分析 347
第5章 量綱分析與理論推導 376
5.1 幾個典型問題中量綱分析對理論推導的簡化 384
5.1.1 顆粒流中顆粒受力問題 384
5.1.2 船舶行進時水波的傳播問題 387
5.2 典型擴散方程求解問題中的量綱分析 391
5.2.1 微分與導數(shù)的量綱冪次形式 391
5.2.2 半無限介質(zhì)中熱傳導問題即Fourior方程的相似解 392
5.2.3 平板上流體流動即Rayleigh問題的相似解 396
5.2.4 熱傳導問題中典型擴散方程的相似解 399
5.3 幾類典型問題中偏微分方程求解過程的量綱分析 403
5.3.1 平板上流體流動邊界層問題即Prandtl邊界層方程的相似解 403
5.3.2 豎直相對高溫平板側(cè)空氣的自然對流方程的相似解 408
5.3.3 浮力層流問題的相似解 413
第6章 量綱分析與理論/試驗/數(shù)值仿真綜合應用 418
6.1 SHPB的試驗原理 418
6.1.1 一維線彈性桿中應力波傳播的守恒條件 419
6.1.2 一維線彈性桿中應力波在交界面上的透反射問題 421
6.1.3 SHPB的試驗原理與數(shù)據(jù)處理基本方法 427
6.2 SHPB試驗中整形片的整形原理與相似律 430
6.2.1 典型SHPB試驗入射波形及其量綱分析 431
6.2.2 典型SHPB試驗入射波形校正分析 438
6.2.3 SHPB試驗中整形片受力情況問題 442
6.3 SHPB整形片影響規(guī)律的無量綱結(jié)論 447
6.3.1 整形片波形整形幾何相似律問題 448
6.3.2 整形片參數(shù)對波形整形的影響規(guī)律問題 451
6.3.3 整形片整形問題無量綱函數(shù)形式 460
參考文獻 469