“量綱分析理論與應(yīng)用”是一門(mén)重要的力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，更是爆炸與沖擊動(dòng)力學(xué)相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。《量綱分析理論與應(yīng)用》力求建立相對(duì)完備的量綱分析基礎(chǔ)概念、性質(zhì)與定理體系，結(jié)合力學(xué)特別是爆炸與沖擊動(dòng)力學(xué)相關(guān)問(wèn)題的經(jīng)典實(shí)例，對(duì)量綱分析的內(nèi)涵與性質(zhì)進(jìn)行闡述，提出量綱分析的基本步驟與應(yīng)用原則，討論如何有機(jī)結(jié)合理論、試驗(yàn)、仿真與量綱分析方法解決問(wèn)題。《量綱分析理論與應(yīng)用》雖然是專業(yè)基礎(chǔ)課程教材，但其中諸多方法、思路和結(jié)論能夠直接應(yīng)用于相關(guān)實(shí)際工程問(wèn)題或給相關(guān)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(dǎo)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(yùn)算法則 15
1.2.3 導(dǎo)出量綱 18
1.3 量綱的冪次形式 20
1.3.1 經(jīng)典力學(xué)問(wèn)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(wú)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(wèn)題及其主要因素的選取與確定 80
2.3.2 物理問(wèn)題中自變量物理獨(dú)立性和耦合性分析與確定 89
2.3.3 無(wú)量綱函數(shù)表達(dá)式的物理意義與進(jìn)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(wú)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(zhǔn)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(yàn)分析 214
4.1 量綱分析與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 214
4.1.1 量綱分析對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)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(yīng)與縮比模型的設(shè)計(jì) 245
4.2 爆炸波傳播問(wèn)題相似律與試驗(yàn)結(jié)果分析 249
4.2.1 核爆問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 249
4.2.2 爆炸波在空氣中的傳播問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 258
4.2.3 非理想爆炸波傳播問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 279
4.3 巖土介質(zhì)中爆炸沖擊問(wèn)題相似律與試驗(yàn)結(jié)果分析 293
4.3.1 土壤介質(zhì)中爆炸成坑問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 293
4.3.2 巖土介質(zhì)中爆炸地沖擊問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)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(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 . 310
4.4 撞擊侵徹問(wèn)題相似律與試驗(yàn)結(jié)果分析 316
4.4.1 超高速侵徹半無(wú)限金屬靶板問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 317
4.4.2 長(zhǎng)桿彈高速侵徹金屬靶板問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 327
4.4.3 短桿彈侵徹半無(wú)限金屬靶板問(wèn)題量綱分析與試驗(yàn)結(jié)果分析 347
第5章 量綱分析與理論推導(dǎo) 376
5.1 幾個(gè)典型問(wèn)題中量綱分析對(duì)理論推導(dǎo)的簡(jiǎn)化 384
5.1.1 顆粒流中顆粒受力問(wèn)題 384
5.1.2 船舶行進(jìn)時(shí)水波的傳播問(wèn)題 387
5.2 典型擴(kuò)散方程求解問(wèn)題中的量綱分析 391
5.2.1 微分與導(dǎo)數(shù)的量綱冪次形式 391
5.2.2 半無(wú)限介質(zhì)中熱傳導(dǎo)問(wèn)題即Fourior方程的相似解 392
5.2.3 平板上流體流動(dòng)即Rayleigh問(wèn)題的相似解 396
5.2.4 熱傳導(dǎo)問(wèn)題中典型擴(kuò)散方程的相似解 399
5.3 幾類典型問(wèn)題中偏微分方程求解過(guò)程的量綱分析 403
5.3.1 平板上流體流動(dòng)邊界層問(wèn)題即Prandtl邊界層方程的相似解 403
5.3.2 豎直相對(duì)高溫平板側(cè)空氣的自然對(duì)流方程的相似解 408
5.3.3 浮力層流問(wèn)題的相似解 413
第6章 量綱分析與理論/試驗(yàn)/數(shù)值仿真綜合應(yīng)用 418
6.1 SHPB的試驗(yàn)原理 418
6.1.1 一維線彈性桿中應(yīng)力波傳播的守恒條件 419
6.1.2 一維線彈性桿中應(yīng)力波在交界面上的透反射問(wèn)題 421
6.1.3 SHPB的試驗(yàn)原理與數(shù)據(jù)處理基本方法 427
6.2 SHPB試驗(yàn)中整形片的整形原理與相似律 430
6.2.1 典型SHPB試驗(yàn)入射波形及其量綱分析 431
6.2.2 典型SHPB試驗(yàn)入射波形校正分析 438
6.2.3 SHPB試驗(yàn)中整形片受力情況問(wèn)題 442
6.3 SHPB整形片影響規(guī)律的無(wú)量綱結(jié)論 447
6.3.1 整形片波形整形幾何相似律問(wèn)題 448
6.3.2 整形片參數(shù)對(duì)波形整形的影響規(guī)律問(wèn)題 451
6.3.3 整形片整形問(wèn)題無(wú)量綱函數(shù)形式 460
參考文獻(xiàn) 469
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