推荐新书《CAD/CAE/CFD/VPT/SC软件协作技术》

caecfdvptsc

前   言
  
     半个世纪来，计算机科学与应用技术的飞速发展为人类文明和社会进步做出了不可磨灭的贡献。伴随着计算机技术的发展，涌现出了一大批通用和专用的科学研究和工程应用软件，解决了众多领域的科学和工程问题，创造了巨大的经济和社会效益。
    本书主要涉及工程中常用的CAD/CAE/CFD/VPT/SC类软件，其全称分别是计算机辅助设计（Computer Aided Design）、计算机辅助工程分析（Computer Aided Engineering）、计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）、虚拟样机技术（Virtual Prototype Technology）、科学计算（与控制）（Scientific Computation）。经过几十年的发展，这些软件广泛应用于航空航天、核工业、铁路运输业、石油化工、机械制造、能源、汽车、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利等领域，为各领域的科学研究和工程应用做出了巨大的贡献。
    好的商用CAD/CAE/CFD/VPT/SC软件不仅自成体系，而且具有开放性，可以和其它类别的软件实现数据共享和集成，从而更好的解决综合性越来越强的科学研究与工程技术问题。软件间的无缝集成和无缝连接是人们所期望的，但由于软件系统的相对独立性和软件版本不断升级等原因，这一点往往无法实现。人们在软件之间传输数据或共享模型时必须遵守某些约定、使用某些技巧和启动某些设置，我们将其统称为接口技术或协同工作技术，某些协作技术已经成为解决综合性越来越强的科学与工程问题的必要手段，如利用ANSYS和ADAMS协同工作可以很好的解决机构中柔体在运转过程中的应力应变求解问题。软件间的协作技术随软件的升级在不断更新，而且随着科学研究和工程技术问题难度、深度的增加及解决需求的多样化，人们也越来越认识到多手段协作的重要性和必要性。但是比较系统介绍常用CAD/CAE/CFD/VPT/SC软件协作技术的图书还很少见，因此，觉得有编写此书的必要。
    本书主要分4篇。第1篇为CAE篇，主要介绍计算机辅助工程分析软件之间及与其它软件相关的协作技术，共分5章。依次介绍MSC软件的开放结构，MSC.PATRAN、MSC.NASTRAN的外部接口及高级开发技术；常用工程分析软件ANSYS与3DCAD软件、VC++、FORTRAN的接口技术、与LS-DYNA的联合仿真；ADINA与其它软件的相关协作技术。第2篇为CFD篇，主要讲述了计算流体力学问题的完整解决方案，共分7章。首先详解了计算流体力学的理论基础；并分别以常用的SOLIDWORKS、ICEM CFD、Fluent、Tecplot软件为例讲述了计算流体力学问题的几何建模技术、网格划分技术、计算求解、结果后处理技术及各阶段之间的协作技术。第3篇为VPT篇，主要介绍虚拟样机技术（又称为机械系统动态仿真技术），共分4章。依次介绍ADAMS特点、ADAMS与计算机辅助工程分析类软件（ANSYS）、3D计算机辅助设计类软件（SolidWorks、SoildEdge、I-DEAS、Pro/Engineer）、科学计算与控制类软件MATLAB/Simulink、MATLAB/RTW之间的协作技术。第4篇为SC篇，主要介绍科学计算及控制类软件的协作技术，共分13章。依次介绍MATLAB的M文件编程、编译器、MATLAB COM Builder、MATLAB和ActiveX的应用集成、MATLAB与Fortran、C、C++的混合编程、MATLAB与Microsoft Excel、Microsoft Word、Microsoft PowerPoint的连接、MATLAB与Maple的符号运算、MATLAB与Visual Basic接口和MATLAB Web Server等。
    本书可以作为高校、科研院所的科研人员和研究生的参考书，亦可作为广大工程技术人员的参考书。
    本书涉及较广泛，可以开阔读者视野，帮助读者更好的解决问题，欢迎读者就书中和书外的问题与作者进行讨论，作者的电子邮件依次附在书后。
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目    录
  
第一篇  CAE软件篇  1
第1章  MSC软件的开放式结构  2
1.1  MSC.PATRAN简介  2
1.2  MSC.PATRAN与CAD的接口  2
1.2.1  MSC.PATRAN与CAD接口的界面  3
1.2.2  MSC.PATRAN中引入Parasolid的模型  4
1.2.3  利用MSC.PATRAN进行中面抽取  5
1.3  MSC.PATRAN的梁截面库接口  6
1.3.1  MSC.PATRAN梁单元截面同外部的接口  6
1.4  MSC.PATRAN的材料库同外部的接口  12
1.5  高级用户化工具—— PATRAN-PCL语言  14
1.5.1  PATRAN－PCL语言简介  14
1.5.2  PCL 的主要功能  15
1.5.3  PCL的编译和使用  15
1.5.4  PCL语言结构  16
1.6  应用PCL开发的实例  17
1.6.1  读写一个文本  17
1.6.2  建立一个参数化的几何模型  17
1.6.3  参数化的有限元网格划分  19
1.6.4  定制一个PATRAN的下拉菜单  19
1.6.5  使用PATRAN的CPP预处理程序  22
1.6.6  定制一个PATRAN的对话框  23
1.7  MSC.PATRAN的分析接口  26
1.7.1  MSC.PATRAN分析集成介绍  26
1.7.2  MSC.PATRAN和MARC的分析集成  28
1.7.3  MSC.PATRAN和ANSYS的分析集成  33
1.8  PATRAN同外部程序的接口  35
1.8.1  读写系统信息  35
1.8.2  读写模型节点信息  37
1.8.3  读写模型单元信息  39
1.8.4  在PATRAN中调用外部的程序  47
1.8.5  在PATRAN中显示结果  47
1.9  MSC.NASTRAN简介  51
1.9.1  MSC.NASTRAN的文件接口  51
1.9.2  MSC.NASTRAN的ACCESS接口  53
1.10  用户化开发工具DMAP语言  54
1.10.1  DMAP的指令形式  54
1.10.2  利用DMAP解矩阵方程  55
1.10.3  用DMAP提取单元刚度阵、总刚度阵、和总质量阵  57
1.10.4  利用DMAP得到结构应变能  59
第2章  ANSYS与CAD产品的接口  62
2.1  输入Pro/E 模型  63
2.2  输入UG模型：  66
2.3  输入SAT模型  66
2.4  输入Parasolids模型  67
2.5  输入CATIA模型  68
第3章  ANSYS与VC++、FORTRAN的接口  69
3.1  将ANSYS作为子程序调用  69
3.1.1  在VC中调用ANSYS 方法1  69
3.1.2  在VC中调用ANSYS 方法2  69
3.1.3  在FORTRAN中调用ANSYS  70
3.1.4  说明  70
第4章  ANSYS与LS-DYNA联合仿真  71
4.1  ANSYS与LSDYNA简介  71
4.2  LSDYNA功能特点与应用领域  72
4.2.1  LSDYNA功能特点  72
4.2.2  LSDYNA常用前后处理器  72
4.2.3  LSDYNA应用领域  72
4.3  实例1  73
4.3.1  问题描述  73
4.3.2  求解思路  73
4.3.3  具体求解过程  74
4.4  实例2  101
4.4.1  问题描述  101
4.4.2  求解思路  101
4.4.3  具体求解过程  102
第5章  ADINA软件数据接口和应用实例  106
5.1  ADINA软件简介  106
5.2  数据接口  107
5.2.1 数据接口简介  107
5.2.2 数据接口安装  113
5.3  应用实例  116
5.3.1  Pro/Engineer中曲轴模型转入ADINA并进行静力、动力学分析  116
5.3.2  Unigraph汽车几何模型转入ADINA并进行汽车风阻系数计算  118
5.3.3  读入Nastran汽车模型转入ADINA并进行Roof Crush模拟  119
  
第二篇  CFD软件篇  121
第1章  CFD的计算机解决方案  124
第2章  理论基础  126
2.1  CAD几何建模  126
2.1.1  几何建模方法  126
2.1.2  几何建模技术  129
2.1.3  几何建模格式  130
2.2  CFD网格划分  132
2.2.1  单块结构网格生成技术  133
2.2.2  分区结构网格方法  134
2.2.3  非结构网格生成技术  136
2.3  CFD计算求解  138
2.4  CFD后处理  140
第3章  CAD几何建模的Solidworks实现  142
3.1  Solidworks介绍  142
3.2  Solidworks的建模方法  144
3.3  Solidworks建模实例  145
第4章  ICEM CFD的Solidworks直接CAD界面（DCI）  150
4.1  安装方法  150
4.2  使用Swmif  157
第5章  CFD网格划分的ICEM CFD实现  168
5.1  ICEM CFD介绍  168
5.2  ICEM-CFD的处理思路  168
5.3  ICEM CFD各模块概述  170
5.3.1  CAD处理模块  170
5.3.2  网格生成与处理模块  174
5.3.3  网格输出模块  176
5.4  ICEM CFD网格划分实例  177
5.4.1  启动ICEM CFD  178
5.4.2  进入AutoHexa模块  178
5.4.3  在ICEM CFD MED中编辑网格  183
5.4.4  将网格输出到CFD求解器  185
第6章  CFD计算求解的Fluent实现  188
6.1  Fluent介绍  188
6.2  Fluent求解思路  189
6.3  Fluent求解实例  191
第7章  CFD后处理的Tecplot实现  202
7.1  Tecplot介绍  202
7.2  Tecplot的后处理思路  202
7.3  Tecplot的后处理实例  203
7.3.1  流场的可视化  203
7.3.2  流场数据的进一步处理  208
  
第三篇  VPT软件篇  211
第1章  ADAMS基础  212
1.1  激活ADAMS  213
1.2  主工具箱（Main Toolbox）综览  215
1.3  主窗口介绍  218
1.3.1  窗体结构（menu structure）  218
1.3.2  鼠标基本操作  224
1.4  ADAMS模型结构和档案类型  227
1.4.1  ADAMS数据库结构  227
1.4.2  ADAMS 对象结构（Part Structure）  228
1.4.3  ADAMS档案结构  230
1.4.4  存盘  233
1.5  单位表示  235
1.6  常用的数学函式库  236
第2章  ADAMS VS ANSYS  238
2.1  前  言  238
2.2  柔性体理论（ADAMS/Flex）背景  239
2.2.1  运动耦合方程式(coupling equation of motion)  240
2.2.2  模态叠加合成理论  241
2.3  使用ANSYS产生MNF档案  241
2.3.1  实例研究  242
2.4  引用MNF档案的规定  247
2.5  验证柔性体的正确性  248
2.6  将载荷文件(.lod)输入ANSYS执行瞬时分析  250
2.6.1  载荷文件(.lod文件)范例文件  250
2.7  比较MDOFs数目对模态影响  252
2.8  其它产生MNF文件之技术信息来源  254
2.9  ADAMS/Flex 工具箱  255
2.9.1  MNF资料浏览器  255
2.9.2  MNF转换MTX 转换器  256
2.9.3  MSC资料文件转换 MNF  256
2.9.4  MNF最佳化器  257
2.10  相关附件  257
2.10.1  ADAMS.MAC 宏文件(ANSYS 7.1)  257
2.10.2  ADAMS.MAC宏文件(ANSYS 8.0)  259
2.10.3  单位换算表  263
第3章　ADAMS与3DCAD软件协同工作  264
3.1  前  言  264
3.2  输入外部模型  265
3.3  SolidWorks/SoildEdge软件  271
3.4  I-DEAS软件  275
3.5  Pro/Engineer软件  276
3.5.1　Mechanism Pro菜单展开表  278
3.5.2　接头类型  282
3.5.3　输出ADAMS数据文件流程  283
第4章  ADAMS与控制软件的协同分析  291
4.1  前 言  291
4.2  ADAMS 与 MATLAB/Simulink协同合作  293
4.2.1  如何建立输入参数和输出参数  294
3.2.2  案例研究- 天线座运动控制问题  296
4.2.3  使用初始命令（Initialization commands）  302
4.3  ADAMS与MATLAB/RTW协同合作  304
4.3.1  案例研究——天线座运动控制问题  304
4.4  SIMULINK与RTW的适用性和优缺点比较  312
  
第四篇  SC软件篇  314
序 言  315
第1章  概 述  317
1.1  MATLAB的产生及工具箱  317
1.2  MATLAB应用程序接口  318
1.3  MATLAB与其他数学软件比较  319
第2章  M文件编程  320
2.1  M文件简介  320
2.2  M文件的执行结构  322
2.3  实  例  324
第3章  MATLAB编译器  327
3.1  简  介  327
3.2  配置MATLAB编译器  328
3.3  实  例  330
3.4  使用MATLAB Compiler 来形成一个单机应用程序  332
第4章  MATLAB COM Builder  333
4.1  MATLAB COM Builder定义  333
4.2  实现过程  333
4.3  MATLAB COM Builder演示实例  335
第5章  MEX、MX、MAT与ENDINE函数  342
5.1  MEX文件  342
5.1.1  MEX函数库  342
5.1.2  MEX函数库与MX函数库的区别  345
5.2  MAT文件  345
5.3  MATLAB计算引擎  349
5.3.1  MATLAB计算引擎的简介  349
5.3.2  MATLAB计算引擎编程  350
5.4  小  结  352
第6章  MATLAB和ActiveX应用集成  353
6.1  MATLAB和ActiveX支持简介  353
6.2  MATLAB作为客户端应用  353
6.3  生成ActiveX对象和操作它们的接口的函数  354
6.4  MATLAB作为服务器端使用  357
第7章  MATLAB与Fortran混合编程  361
7.1  介绍MATLAB与Fortran  361
7.2  实 例  361
第8章  MATLAB与C语言的混合编程  369
第9章  MATLAB与C++语言混合编程  374
9.1  MATLAB与C++语言的混合编程  374
9.2  MATLAB与VC++的连接  377
9.2.1 集成的几种方法  378
9.2  VC中编译engine程序  378
9.2.1  问题的产生  378
9.2.2  进行VC环境设置  379
9.2.3  实例  380
9.3  在VC中编译mex程序  383
9.3.1  VC中的mex程序的建立和设置  383
9.3.2  实例  385
9.3.3  MATLAB Add-in  388
9.3.4  结 论  391
9.4  MATLAB和C++Builder  391
9.4.1  C++ Builder6.0与ActiveX  392
9.4.2  C++Builder6中基于客户端/服务器模型的MATLAB调用  392
9.4.3  在C++ Builder使用COM 组件  395
第10章  MATLAB与Microsoft Excel的连接  401
10.1  Excel中实现矩阵输出  401
10.2  谱分析实例  404
第11章  MATLAB与Offices的联用  416
11.1  MATLAB与Microsoft Word的连接  416
11.1.1  安装MATLAB Notebook  416
11.1.2  使用MATLAB Notebook  417
11.1.3  Notebook使用时需要注意的问题  420
11.2  MATLAB与Microsoft PowerPoint的连接  420
11.3  小 结  422
第12章  MATLAB与Maple的符号运算  423
12.1  访问Maple函数  423
13.2  运行MAPLE程序  424
12.3  小  结  425
第13章  MATLAB与Visual Basic接口  426
13.1  序  言  426
13.2  借助ActiveX部件  426
13.3  借助DDE技术  426
13.4  通过M文件  430
13.5  MatrixVB  430
13.5.1  MatrixVB简介  430
13.5.2  在VB项目中引用MatrixVB  431
13.6 小 结  434
第14章  MATLAB Web Server  435
14.1  MATLAB Web Server的安装  435
14.2  Internet Information Server的配置  436
14.3  MATLAB Web Server的文件演示  437
14.4  MATLAB Web Server编程    438
14.4.1  简介  438
14.4.2  编写html文件  439
14.4.3  配置文件matweb.conf  440
14.4.4  编写MATLAB Web Server应用程序  440
14.4.5  编写输出模板html文件  441
14.5  实例编程  441
参考文献  446
  
附录
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浅水湾

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