Modelica多領域物理係統建模入門與提高

Modelica多領域物理係統建模入門與提高 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

[美] 邁剋爾·M.蒂勒(MichaelM.Till 著
圖書標籤:
  • Modelica
  • 多領域建模
  • 物理係統建模
  • 仿真
  • 控製係統
  • 機械係統
  • 電氣係統
  • 熱力係統
  • 入門
  • 提高
  • 工程應用
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店铺: 文轩网旗舰店
出版社: 航空工业出版社
ISBN:9787516512098
商品编码:14463953516
出版时间:2017-05-01

具体描述

作  者:(美)邁剋爾·M.蒂勒(Michael M.Tiller) 著;劉俊堂 等 譯 定  價:58 齣 版 社:航空工業齣版社 齣版日期:2017年05月01日 頁  數:262 裝  幀:平裝 ISBN:9787516512098 部分Modelica語言
第1章簡介
1.1什麼是Modelica
1.2Modelica能乾什麼
1.3建模方式
1.3.1塊圖
1.3.2非因果建模
1.3.3對建模方式的進一步說明
1.4Modelica標準庫
1.5基本術語
1.6小結
第2章微分方程
2.1引言
2.2微分方程
2.2.1單擺的運動方程
2.2.2單擺的Modelica模型
2.3物理量的類型
2.3.1RLC的本構方程
2.3.2RLC的Modelica模型
2.4模型注釋
部分目錄

內容簡介

《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》是Modelica語言學習的入門級讀本。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》淺顯易懂地介紹瞭Modelica語言本身所涉及的內容,結閤語言的功能介紹瞭Modelica在化學、生物、機械、電氣等不同物理領域的建模方法;同時結閤實際介紹瞭Modelica語言的具體應用。
《工程仿真軟件高級應用:從理論到實踐》 內容梗概: 本書並非直接介紹Modelica語言本身,而是聚焦於如何利用各類先進的工程仿真軟件,通過深入理解其背後蘊含的建模原理、算法機製以及高級應用技巧,來高效、精準地解決復雜的多領域物理係統集成建模與仿真問題。全書旨在提升讀者在實際工程項目中的仿真分析能力,使其能夠跳齣特定軟件的局限,掌握通用性的仿真思維與方法論,從而在瞬息萬變的工程技術領域保持領先。 第一部分:仿真理論基石與模型構建藝術 本部分將係統性地迴顧和深化工程仿真所依賴的核心理論,並探討如何將物理係統轉化為精確且高效的計算模型。 第一章:物理係統建模的數學基礎與離散化技術 連續時間係統的數學描述: 深入解析微分方程(ODE)、代數方程(DAE)以及偏微分方程(PDE)在描述不同物理現象(如力學、電學、熱學、流體動力學等)中的作用。討論拉普拉斯變換、傅裏葉變換等在係統分析中的應用,以及穩定性、瞬態響應和穩態響應的概念。 狀態空間錶示法: 詳細講解狀態空間模型如何統一描述多輸入多輸齣(MIMO)綫性時不變(LTI)和綫性時變(LTV)係統的動態行為。探討其在係統控製、觀測以及仿真模型構建中的重要性。 數值積分方法: 細緻梳理各類數值積分方法,包括歐拉法(顯式與隱式)、龍格-庫塔法(RK4、RK45等)、預測-校正法以及隱式多步法。重點分析不同方法的精度、穩定性和計算效率,並結閤實際算例,指導讀者如何根據係統特性和仿真精度要求選擇最適閤的數值求解器。 代數約束的處理: 探討在多領域耦閤係統中,代數約束(如 Kirchhoff 電路定律、質量守恒定律等)如何産生代數微分方程(DAE)。分析DAE求解器的挑戰,以及如何通過模型簡化、預積分等手段來緩解其復雜性。 有限元/有限差分方法概覽: 簡要介紹有限元法(FEM)和有限差分法(FDM)在處理具有空間分布特性的問題(如結構應力分析、傳熱分析、流體流動模擬等)時的基本思想與離散化過程。雖然本書主要關注集總參數模型,但理解這些方法有助於把握仿真領域的廣度。 第二章:麵嚮對象的建模範式與模型庫設計 麵嚮對象思想在工程仿真中的優勢: 闡述麵嚮對象編程(OOP)思想,如封裝、繼承、多態,如何應用於構建模塊化、可重用、易於維護的仿真模型。討論組件化建模如何降低係統復雜度,提高仿真效率。 抽象與具體模型的構建: 講解如何從物理概念齣發,通過抽象和細化,構建具有清晰接口和內部定義的模型組件。例如,如何抽象一個“通用電機模型”,再通過繼承和重寫來實現同步電機、異步電機等具體模型。 模型組件的連接與耦閤: 詳細講解模型組件之間如何通過“接口”(如物理連接器、信號端口)進行連接,實現能量或信息的傳遞。探討不同耦閤方式(如顯式耦閤、隱式耦閤)的優缺點及其對仿真穩定性的影響。 模型庫的結構設計與管理: 分享如何組織和管理大型模型庫,包括分類、命名規範、版本控製以及文檔化。強調良好的模型庫設計是實現高效團隊協作和知識復用的關鍵。 仿真平颱相關的模型描述語言特性(不限於特定語法): 探討不同仿真平颱背後通用的模型描述語言所具備的核心要素,如變量聲明、方程定義、事件處理、參數化以及組件實例化等,強調理解這些共性比死記硬背特定語法更為重要。 第二部分:高級仿真技術與性能優化 本部分將深入探討在復雜係統仿真中麵臨的挑戰,以及如何運用高級技術來提高仿真精度、速度和魯棒性。 第三章:多領域係統集成建模的挑戰與策略 領域間的接口與能量/信息交換: 詳細分析不同物理領域(力學、電學、熱學、控製、流體等)在模型層麵如何進行有效的接口定義與耦閤。重點關注能量守恒、動量守恒等跨領域傳遞的物理量。 剛性係統與混閤激勵問題: 討論在集成模型中,不同動態特性(如快動態和慢動態)並存,以及不同激勵(如連續激勵和事件觸發激勵)混閤導緻的“剛性係統”問題。分析其對數值求解器穩定性和計算效率的影響。 多速率仿真技術: 介紹多速率仿真(Multirate Simulation)的概念,即不同模型組件可以使用不同的仿真步長。探討其實現原理(如靜態耦閤、動態耦閤)以及如何應用於加速具有多時間尺度特性的復雜係統仿真。 模型降階技術: 介紹模型降階(Model Order Reduction, MOR)的基本思想和常用方法,如平衡截斷法、多項式投影法。分析其在處理高維模型、創建高效代理模型(Surrogate Models)中的應用,特彆是在實時仿真和參數化研究中。 事件驅動仿真與狀態事件處理: 詳細講解事件驅動仿真(Event-Driven Simulation)在處理離散變化(如開關動作、碰撞、狀態切換)時的作用。探討狀態事件的檢測、處理以及對仿真精度的影響,以及如何設計魯棒的狀態事件處理器。 第四章:數值求解器深度解析與優化 隱式與顯式求解器的權衡: 深入比較隱式(Implicit)與顯式(Explicit)求解器在精度、穩定性和計算量上的差異。分析何時優先選擇隱式求解器(例如,處理剛性係統),何時選擇顯式求解器(例如,處理非剛性係統或追求最高實時性)。 雅可比矩陣的計算與處理: 解釋雅可比矩陣在隱式求解器(如牛頓法)迭代過程中的重要性。探討解析雅可比、數值雅可比以及稀疏雅可比的計算方法,以及如何通過稀疏性來優化矩陣求解效率。 代數微分方程(DAE)求解器的演進: 迴顧DAE求解器(如BDF, DASSL係列)的發展曆程,分析其在處理高階DAE時的挑戰,以及如何通過約束傳播、一緻性條件檢查等技術來提高求解的魯棒性。 可變步長控製算法: 詳細講解求解器如何根據局部截斷誤差(LTE)動態調整步長,以保證仿真精度和效率。探討不同步長控製策略(如PID控製器、超量程控製器)的原理。 求解器參數調優: 指導讀者如何根據具體仿真任務,有效地調整求解器的內部參數,如相對容差(rtol)、絕對容差(atol)、最大步長、最小步長等,以達到最佳的仿真性能。 第三部分:仿真結果分析、驗證與應用 本部分將關注仿真結果的解讀、模型的有效性驗證,以及仿真技術在解決實際工程問題中的應用。 第五章:仿真結果的可視化、分析與後處理 多維數據可視化技術: 介紹利用二維/三維圖錶、動畫、散點圖、等高綫圖等方式,直觀展示仿真過程中關鍵物理量隨時間、空間或參數的變化。 敏感性分析與參數優化: 講解如何通過單因素分析、拉丁超立方采樣(LHS)、濛特卡洛方法等,評估輸入參數變化對係統輸齣的影響,識彆關鍵設計參數。介紹優化算法(如梯度下降、遺傳算法)在仿真參數優化中的應用。 頻率域分析與係統辨識: 探討如何從時域仿真數據中提取係統的頻率響應(如Bode圖、Nyquist圖),以分析係統的動態特性和穩定性。簡要介紹係統辨識技術,如何利用仿真數據構建簡化模型。 不確定性量化(UQ): 介紹在模型參數或外部激勵存在不確定性時,如何通過仿真來量化輸齣結果的不確定性範圍,評估設計的魯棒性。 仿真數據管理與報告生成: 強調規範化的仿真數據存儲、版本控製以及自動生成仿真報告的重要性,以支持工程決策和知識傳承。 第六章:模型驗證、確認(V&V)與仿真基準 模型驗證(Verification)的重要性: 解釋模型驗證的目的是確保模型被“正確地構建”,即模型是否準確地實現瞭其數學描述。探討單元測試、集成測試等方法。 模型確認(Validation)的挑戰: 討論模型確認是如何確保模型“正確地描述瞭物理現實”。分析模型與實際測量數據進行對比的方法,包括誤差度量、置信區間等。 基準案例研究與對比分析: 選取具有代錶性的多領域耦閤係統(如電動汽車動力係統、機器人動力學、航空發動機熱力耦閤等),展示如何構建仿真模型,並與公開的實驗數據或文獻中的基準結果進行對比驗證。 模型可信度評估: 探討如何根據驗證和確認的結果,評估仿真模型的精度和適用範圍,明確其在工程設計中的可信度。 標準仿真流程與最佳實踐: 總結一套完整的工程仿真流程,從需求分析、模型構建、求解器選擇、仿真運行、結果分析到V&V,形成一套可復用的工程實踐範式。 第四部分:前沿仿真技術與未來展望 本部分將觸及一些當前工程仿真領域的前沿技術,並展望未來的發展趨勢。 第七章:實時仿真、硬件在環(HIL)與軟件在環(SIL) 實時仿真的概念與挑戰: 深入理解實時仿真(Real-time Simulation)的要求,即仿真速度必須快於或等於物理係統的時間流逝。分析其在嵌入式係統開發、控製算法測試中的關鍵作用。 硬件在環(HIL)仿真: 詳細介紹HIL仿真係統的工作原理,即真實控製器硬件與仿真模型在軟件中運行的物理係統進行交互。探討其如何加速嵌入式控製器開發和驗證。 軟件在環(SIL)仿真: 介紹SIL仿真,即真實控製器軟件與仿真模型在軟件中進行交互。分析其與HIL的區彆與聯係,以及在早期軟件驗證中的優勢。 高性能計算(HPC)與並行仿真: 探討利用多核CPU、GPU以及分布式計算集群來加速大型復雜仿真模型運行的技術。介紹並行仿真算法和通信機製。 模型部署與嵌入式應用: 討論如何將仿真模型導齣為獨立的執行文件或庫,並部署到嵌入式設備上,實現模型在實際産品中的應用(如模型預測控製MPC)。 第八章:人工智能(AI)與仿真模型的融閤 數據驅動模型與混閤建模: 介紹如何利用機器學習技術(如神經網絡、支持嚮量機)從實驗數據中學習係統行為,構建數據驅動模型。探討物理模型與數據驅動模型的混閤建模策略,以提升模型的精度和泛化能力。 AI在模型降階與代理模型構建中的應用: 闡述AI技術如何用於更高效地進行模型降階,以及構建精度高、計算速度快的代理模型(Surrogate Models),用於替代昂貴的精細仿真。 AI驅動的仿真優化與探索: 探討AI算法(如強化學習)在自主探索仿真參數空間,尋找最優設計或控製策略中的潛力。 AI在仿真結果分析與異常檢測中的作用: 分析AI如何輔助分析復雜的仿真數據,自動識彆潛在的異常行為或不符閤預期的仿真結果。 AI與仿真協同的未來展望: 展望AI與傳統物理建模仿真技術融閤的未來,例如智能仿真助手、自動化仿真流程、以及用於科學發現的仿真平颱。 本書旨在提供一套係統性的、跨越具體軟件工具的工程仿真方法論和高級技能,幫助讀者建立紮實的仿真理論基礎,掌握精湛的建模與仿真實踐技巧,從而能夠自信地應對各種復雜的工程挑戰,並為未來的技術發展做好準備。

用户评价

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在工程實踐中,我越來越深刻地體會到,要準確地模擬和優化那些涉及多個物理領域(如機械、電氣、熱學、流體等)的復雜係統,傳統的建模方法往往顯得力不從心。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,猶如一股清流,為我指明瞭方嚮。它以Modelica這門麵嚮對象的、基於方程的建模語言為核心,提供瞭一種全新的、更高效的建模範式。我非常贊賞書中對Modelica“方程導嚮”建模理念的闡述,它讓我們能夠直接用物理世界的規律來描述係統,而無需過多地糾結於數值求解算法的細節。這種方式,不僅極大地降低瞭建模的復雜度,更重要的是,它能夠更真實地反映物理係統的內在聯係。書中對Modelica語言基礎的講解,以及如何構建模塊化、可復用的模型組件,都做得非常齣色。我尤其喜歡書中通過大量詳細的工程案例,將理論知識轉化為實踐技能的過程。例如,書中對汽車動力總成、機器人手臂、以及飛行器控製係統的建模分析,都非常具有啓發性,讓我能夠清晰地看到Modelica在解決實際工程問題中的強大能力。這本書不僅僅是教會瞭我如何使用Modelica,更重要的是,它引導我掌握瞭一種更先進、更高效的工程仿真思維方式,讓我能夠以一種更係統、更整體的視角來理解和設計復雜的多領域物理係統。

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這本書的內容,可以說是填補瞭我一直以來在多領域物理係統建模領域知識體係中的一個巨大空白。我曾經嘗試過一些其他的仿真工具和方法,但總感覺它們在處理跨領域耦閤問題時顯得力不從心,要麼是需要寫大量的接口代碼,要麼是模型的耦閤程度不夠直觀,維護起來也十分睏難。而《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,則以一種近乎“魔法”的方式,將原本分散、零碎的物理模型整閤在一起,形成一個有機、協調的整體。書中對Modelica語言的深入剖析,尤其是在類和繼承、組件化建模方麵的講解,讓我深刻理解瞭如何構建可復用、模塊化的模型庫。這對於大型復雜係統的建模來說,簡直是福音!想象一下,一個汽車的整車仿真,如果能夠將發動機、傳動係統、底盤、電子控製係統等各個子係統都用Modelica進行建模,然後通過簡單的連接就能組閤起來,這該是多麼高效和便捷!書中對於一些高級建模技巧的闡述,例如如何處理非綫性方程組、如何進行模型驗證和優化等,更是讓我看到瞭Modelica在實際工程應用中的強大潛力。我尤其對書中關於“方程導嚮”建模理念的講解印象深刻,它顛覆瞭我之前“先求導,再求解”的傳統思維模式,讓我能夠更貼近物理世界的本質來構建模型。通過閱讀這本書,我不僅學會瞭如何使用Modelica來構建模型,更重要的是,我學會瞭如何思考和設計一個復雜的多領域物理係統。它不僅僅是一本入門教程,更像是一位經驗豐富的導師,引導我一步步深入到Modelica建模的精髓之中,讓我能夠從“瞭解”到“掌握”,再到“提高”,最終能夠獨立解決復雜的工程建模問題。

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這本書的獨特之處在於,它並沒有像很多技術書籍那樣,僅僅羅列枯燥的語法和函數,而是將Modelica語言的強大功能與多領域物理係統的建模理念深度融閤。我曾經嘗試過用其他方法來模擬一些耦閤的物理現象,比如用MATLAB/Simulink來建模,但每當涉及到不同物理域之間的能量傳遞和狀態耦閤時,就顯得異常復雜和低效。而《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,則通過Modelica的“方程導嚮”建模範式,巧妙地解決瞭這個問題。它讓我能夠直接用物理方程來描述係統,而無需過多地擔心變量的定義順序或者數值求解的穩定性問題。書中的案例,從簡單的熱力學係統到復雜的機械振動係統,再到液壓和氣動係統的建模,都展示瞭Modelica如何能夠簡潔、直觀地錶達物理世界的本質。我特彆欣賞書中對於“組件化”和“可復用性”的強調,這使得構建大型、復雜係統的模型變得可行。通過繼承和泛化,我可以構建通用的模型庫,然後根據具體需求進行實例化和配置,大大提高瞭建模效率和模型的可維護性。這本書不僅僅是教會瞭我如何使用Modelica,更是引導我掌握瞭一種全新的、更高效的建模思維方式。它讓我想起瞭過去在學習高級數學時,從具體計算到抽象概念的飛躍,而Modelica和這本書,恰恰提供瞭這樣一種飛躍的平颱。對於那些希望在工程領域取得突破,掌握未來仿真技術核心的讀者來說,這本書絕對是必讀之選。

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在接觸《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書之前,我對多領域物理係統建模的理解還停留在比較基礎的層麵,大多是基於一些成熟的、單一領域的仿真軟件,而當需要集成不同物理域的動態行為時,往往會遇到巨大的挑戰。這本書,徹底改變瞭我的認知。它以一種非常係統、全麵的方式,為我打開瞭Modelica這扇通往高級建模世界的大門。從最基礎的Modelica語法、數據類型、運算符,到更復雜的組件化建模、繼承、泛化等麵嚮對象的設計思想,這本書都做瞭詳盡的介紹。我特彆喜歡書中對“物理連接器”的講解,這不僅僅是數據的傳輸,更是物理量和連接關係的直觀體現,它使得不同物理域之間的交互變得如此清晰和自然。書中通過大量的實例,將抽象的概念具象化,例如從簡單的RLC電路模型,到更為復雜的機器人動力學仿真,再到航空航天領域的飛行器氣動彈性耦閤模型,每一個案例都深入淺齣,邏輯清晰。我通過對這些實例的學習和實踐,不僅掌握瞭Modelica語言的編程技巧,更重要的是,我學會瞭如何將復雜的物理現象分解成模塊化的組件,然後通過Modelica強大的連接機製將它們組裝起來,形成一個完整的、可仿真、可分析的係統模型。這本書的“提高”部分,更是為我提供瞭寶貴的指導,它涉及瞭模型庫的構建、模型驗證與校核、以及一些高級的仿真技巧,這些內容對於將Modelica技術真正應用於實際工程項目至關重要。它不僅僅是一本工具書,更像是一位資深的建模工程師,把我從初學者提升到能夠獨立思考、解決復雜工程建模問題的“高手”境界。

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這本書的價值,遠不止於一本技術手冊,它更像是一位經驗豐富、循循善誘的導師,帶領我一步步走進多領域物理係統建模的深邃殿堂。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,最大的亮點在於它將Modelica這門強大的建模語言與物理係統的建模理念巧妙地結閤在一起,提供瞭一個全新的、更高效的建模視角。在閱讀之前,我對多領域係統的仿真一直存在著一些睏惑,如何纔能將機械、電氣、熱學、流體等不同領域的物理規律用一種統一的語言來描述,並且能夠進行精確的仿真?這本書,給齣瞭令人滿意的答案。它以Modelica的“方程導嚮”建模範式為基礎,強調的是“描述”而非“求解”,這讓我能夠更專注於物理係統的本質,而不用過多地糾結於編程的細節。書中對Modelica語法、麵嚮對象特性以及組件化建模的講解,可以說是麵麵俱到,而且邏輯清晰,層層遞進。從最基礎的變量、錶達式、到類、繼承、多態等高級概念,再到如何構建可復用的模型庫,以及如何在實際工程中應用Modelica進行仿真和優化,這本書都做瞭非常詳盡的介紹。我尤其欣賞書中大量貼近實際工程的案例,例如對電動汽車動力總成、工業機器人、以及飛行器控製係統的建模分析,這些案例不僅展示瞭Modelica的強大功能,更重要的是,它讓我能夠將學到的理論知識融會貫通,並應用於解決實際的工程問題。這本書,可以說是為我開啓瞭一個全新的工程仿真領域,讓我能夠以更低的成本、更高的效率、更深入地理解和優化復雜的多領域物理係統。

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我一直認為,在當今工程領域,多領域物理係統的集成和協同仿真,是決定項目成敗的關鍵因素之一。然而,長期以來,相關的建模工具和方法都顯得比較零散,學習麯綫陡峭,並且難以實現不同物理域之間的無縫集成。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書的齣版,無疑為這一難題提供瞭強有力的解決方案。這本書以Modelica這門強大的建模語言為核心,係統地介紹瞭如何構建和仿真復雜的、跨越多個物理域的係統。我尤其欣賞書中對Modelica“方程導嚮”建模理念的深入剖析,它打破瞭傳統編程的綫性思維模式,讓我們能夠更自然地、更直觀地反映物理係統的內在聯係和運行規律。書中對Modelica語言的語法、麵嚮對象特性以及豐富的內置庫的介紹,清晰明瞭,且通過大量貼閤實際的工程案例,將抽象的概念具象化。從簡單的機械係統到復雜的航空航天應用,每一個案例都展示瞭Modelica在簡化建模過程、提高仿真精度、以及促進不同學科之間協作方麵的巨大潛力。這本書的“提高”部分,更是為我提供瞭寶貴的進階指導,它不僅涵蓋瞭模型庫的構建、模型驗證與校核等關鍵環節,還觸及瞭一些高級仿真技巧,這些內容對於我將Modelica技術真正應用於實際工程項目,解決復雜的技術難題,提供瞭堅實的基礎和有效的途徑。

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從我個人的角度齣發,《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,真是一次令人驚喜的閱讀體驗。它不僅僅是關於Modelica這門語言的介紹,更是關於如何用一種全新的、更強大的思維方式來理解和模擬物理世界。在我過去的學習和工作中,每當遇到涉及多個物理域相互作用的復雜係統時,我總會感到力不從心,要麼是需要編寫大量的接口代碼,要麼是模型的耦閤不夠直觀,難以調試。這本書,則徹底改變瞭我的看法。它以Modelica的“方程導嚮”建模理念為核心,讓我們可以直接用物理方程來描述係統,這就像是把我們從繁瑣的編程細節中解放齣來,讓我們能夠更專注於物理現象的本質。書中對Modelica語言的講解,從基礎語法到高級特性,都做得非常到位,而且邏輯清晰,層層遞進。我特彆喜歡書中通過大量的實例,將抽象的建模概念具象化。例如,對動力總成、機器人、航空航天等領域的仿真案例,都生動地展示瞭Modelica在解決實際工程問題中的強大能力。通過學習這本書,我不僅掌握瞭Modelica的建模技巧,更重要的是,我學會瞭一種全新的、更高效的工程仿真思維模式,它能夠幫助我更深入地理解和優化那些復雜的多領域物理係統。這本書,是我在工程仿真領域的一次重要啓濛,也是我職業生涯中不可或缺的參考。

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這本書的齣現,無疑是在多領域物理係統建模這個曾經相對分散和零散的領域,構建瞭一個堅實且具有前瞻性的橋梁。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,不僅僅是一本操作指南,更是一本思維啓迪錄。在閱讀之前,我曾嘗試過多種方式來模擬涉及多個物理域的係統,但往往陷入繁瑣的數學推導和大量的代碼編寫中,尤其是在處理不同物理域之間的能量傳遞和狀態耦閤時,更是睏難重重。而這本書,以Modelica這門獨特的麵嚮對象、方程導嚮的建模語言為核心,提供瞭一種全新的、更直觀、更高效的建模方式。書中對Modelica語言的深入講解,從基礎的語法結構,到核心的“物理連接器”概念,再到復雜的類繼承和泛化機製,都做到瞭詳盡且易於理解。我尤其欣賞書中對於“方程導嚮”建模範式的闡述,它讓我們能夠直接用物理世界的規律來描述係統,而不是被傳統的基於狀態變量的求解方式所束縛。這就像是讓工程師從“如何算”迴歸到瞭“如何描述”的本質。書中豐富的實例,從簡單的機電一體化係統到復雜的航空航天應用,都生動地展示瞭Modelica在實際工程中的強大能力。通過學習這些案例,我不僅掌握瞭Modelica的建模技巧,更重要的是,我學會瞭如何以一種係統化的、組件化的方式來思考和構建復雜的多領域物理係統。這本書,不僅僅是教會我一個工具,更是教會瞭我一種方法,一種能夠應對未來復雜工程挑戰的先進方法。

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這本書的齣現,無疑在多領域物理係統建模的領域掀起瞭一場“及時雨”。作為一名在工業界摸爬滾打多年的工程師,我深知在復雜工程項目的設計和優化過程中,準確、高效的建模是多麼至關重要。過去,我們往往需要依靠大量的理論推導、復雜的數學公式以及大量的代碼編寫來實現多領域係統的仿真,這不僅耗時耗力,而且容易齣錯。特彆是對於像我這樣,在機械、電氣、流體等多個領域都有涉獵但又不專精的工程師來說,如何將這些不同領域的物理規律巧妙地融閤在一起,形成一個統一、可管理的模型,一直是睏擾我的難題。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,就像一盞明燈,照亮瞭這條道路。它以Modelica這門強大的麵嚮對象的建模語言為核心,循序漸進地介紹瞭建模的基本概念、語法以及如何構建不同領域物理模型的具體方法。我特彆欣賞書中對於“連接器”和“方程導嚮”建模範式的講解,這與傳統的基於狀態變量的建模方式有著本質的區彆,能夠更直觀地反映物理係統的連接關係和內在規律,極大地降低瞭建模的復雜度。書中豐富的實例,涵蓋瞭從簡單的機械臂到復雜的飛機起落架係統,每一個案例都清晰地展示瞭Modelica的強大功能以及解決實際工程問題的潛力。通過對這些案例的學習和實踐,我不僅掌握瞭Modelica的建模技巧,更重要的是,我開始以一種全新的視角來看待和理解復雜的物理係統,能夠更深刻地洞察不同物理域之間的相互作用和影響。這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本思維方式的啓迪者,它引導我從“如何計算”轉嚮“如何描述”,從“如何編碼”轉嚮“如何建模”。對於那些希望提升工程仿真能力,擁抱更先進建模技術的工程師和學生來說,這本書絕對是一份不可多得的寶藏。它所帶來的不僅僅是技能上的提升,更是思維方式上的革新,足以在未來的工程實踐中産生深遠的影響。

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這本書的問世,可以說為我一直以來在多領域物理係統建模領域所遇到的諸多難題,提供瞭一個係統性的解決方案。《Modelica多領域物理係統建模入門與提高》這本書,以Modelica這門強大的建模語言為載體,深入淺齣地剖析瞭如何構建、仿真和優化復雜的、跨越多個物理域的工程係統。我特彆欣賞書中對“方程導嚮”建模理念的強調,這與我過去接觸的許多基於狀態變量的建模方法有著本質的區彆。它讓我能夠更專注於物理係統的內在邏輯和相互作用,而將繁瑣的數值求解留給Modelica求解器來處理,極大地簡化瞭建模過程。書中從Modelica的基礎語法、數據類型,到麵嚮對象的類、繼承、泛化等高級特性,都做瞭詳盡的介紹,並且通過大量貼閤實際工程的案例,將理論知識轉化為直觀的實踐能力。我從書中學習到瞭如何將機械、電氣、熱學、流體等不同領域的物理模型進行有機整閤,形成一個統一、可管理、可仿真的係統模型。尤其讓我印象深刻的是,書中關於構建可復用模型庫和進行模型驗證與校核的部分,這些對於提高建模效率、保證仿真精度至關重要。這本書,不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,引領我從入門到精通,讓我能夠熟練掌握Modelica這門先進的建模工具,並將其應用於解決實際工程中的復雜問題。

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