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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