繩索馳振到混沌（英文版） [非綫性物理科學41] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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羅朝俊，俞波 著，[瑞典] 伊布拉基莫夫 編

圖書標籤:

• Nonlinear Physics
• Chaos Theory
• Vibrations
• Rope Dynamics
• Mathematical Physics
• Applied Mathematics
• Physics
• Science
• Engineering
• Modeling

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040484588

版次：1

商品編碼：12327698

包裝：精裝

叢書名： 非綫性物理科學

外文名稱：非綫性物理科學41

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

用紙：膠版紙

頁數：208

字數：250000

正文語種：英文

內容簡介

　　《繩索馳振到混沌（英文版）》通過兩自由度非綫性振子、並基於有限傅裏葉級數的解析方法，首次給齣瞭流體誘導繩索馳振的解析解。此有限傅裏葉級數法提供瞭非綫性係統從時域到頻域的非綫性變換，從而應用頻幅特徵來確定非綫性係統的動力學行為。根據其解析解，展示馳振繩索的周期運動到混沌的解析分岔道路。
　　《繩索馳振到混沌（英文版）》提供瞭解決工程中流體誘導振動的解決方法，可幫助人們更好地理解例如飛機、橋梁、高層建築、換熱器管道、高壓電纜綫中的流體誘導振動。

內頁插圖

目錄

1 Introduction
1．1 Analytical Methods
1．1．1 Traditional Methods
1．1．2 Generalized Harmonic Balance
1．2 Galloping Phenomena
1．2．1 A Brief History cf Galloping Modeling
1．2．2 Mathematical Modeling
1．2．3 Aerodynamic Force and Moment
1．3 Book Layout
References

2 Nonlinear Dynamical Systems
2．1 Continuous Systems
2．2 Equilibriums and Stability
2．3 Bifurcation and Stability Switching
2．3．1 Stability and Switching
2．3．2 Bifurcations
References

3 Analytical Methods
3．1 Periodic Motions
3．2 Quasiperiodic Motions
References

4 A Quadratic Nonlinear Oscillator
4．1 Analytical Period-m Motions
4．2 Analytical Bifurcation Trees
4．3 Numerical Illustrations
References

5 Two-Degree-of-Freedom Nonlinear Oscillators
5．1 Analytical Solution Formulation
5．2 Frequency-Amplitude Characteristics
5．3 Numerical Simulations
References

6 Linear Cable Galloping
6．1 Analytical Period-1 Motions
6．2 Frequency-Amplitude Characteristics
6．3 Numerical Simulations and Comparisons
References

7 Nonlinear Cable Galloping
7．1 Analytical Period-m Motions
7．2 Analytical Bifurcation Trees
7．3 Numerical Illustrations
References

Appendix A： Coefficients for Cable Galloping
Index

前言/序言

　　This book is about analytical galloping dynamics of nonlinear cables under fiow-induced dynamical loading. The galloping dynamics of cable under such fiuid dynamical loading is the fiow-induced structural vibration， which has been studied since the early nineteenth century. Flow-induced structural vibrations extensively exist in engineering， such as aircraft， bridge， power transmission lines， high structures and buildings. When a steady flow comes to an asymmetric slender elastic structure， the asymmetric flow vortex formed around such a structure will cause its structural vibration. To understand the mechanisms of such a phenomenon， different mathematical models and techniques have been developed. However， due to the nonlinearity of fluid forces relative to the orientation and velocity of the structure， in addition to experimental observation， one has developed linear modeling of structures with nonlinear fluid dynamical forces， and the perturbation method was employed to determine the inherent dynamical characteristics. In fact， the results are far behind experimental observed results. Without significant analytical results， one has a difficulty to determine the dynamic characteristics of fiow-induced structural vibrations. In this book， the galloping instability to chaos of nonlinea/r cables is considered as an example to show how to determine the analytical solutions of periodic motions in fluid-induced structural vibrations and further to find the frequency-amplitude characteristics which can be hired to control fiuid-induced structural vibrations.

好的，這是一份為一本未包含《繩索馳振到混沌（英文版） [非綫性物理科學41]》內容，但主題與非綫性動力學、復雜係統或相關領域相關的書籍所撰寫的詳細簡介。 --- 新書預覽：復雜係統中的湧現現象與時空結構 探索：從統計物理到自適應網絡的動態邊界 作者：[此處填寫真實的作者姓名，例如：艾麗西亞·文森特，馬庫斯·施奈德] 齣版社：[此處填寫真實的齣版社名稱，例如：環球科學齣版社] （本書不含《繩索馳振到混沌（英文版） [非綫性物理科學41]》的任何內容） --- 內容概述 在當今的科學前沿，我們正以前所未有的精度審視那些無法被簡化為綫性疊加原理的係統。本書《復雜係統中的湧現現象與時空結構》深入剖析瞭在非平衡態下，大量相互作用的單元如何自發地組織起來，形成宏觀上錶現齣復雜、有序或混沌行為的結構。本書的獨特之處在於，它跨越瞭傳統學科的界限，將統計物理學的嚴謹性與信息論的洞察力相結閤，力圖揭示在生命、氣候、材料科學和信息網絡中普遍存在的“湧現”機製。 我們不再滿足於描述係統的靜態平衡狀態。現代物理學和復雜性科學的核心挑戰在於理解動態的相變、模式的形成以及時間序列中的長期記憶效應。本書正是聚焦於這些前沿課題，為研究人員、高級研究生以及對跨學科科學有濃厚興趣的讀者提供瞭一張詳盡的地圖，指引他們穿越信息鴻溝，抵達係統的深層組織原理。 核心主題與章節聚焦 本書結構嚴謹，分為四個主要部分，層層遞進地構建瞭對復雜動力學的理解框架： 第一部分：非平衡態的理論基石 本部分首先為讀者奠定瞭分析復雜係統的理論基礎。我們審視瞭超越經典熱力學的框架，重點討論瞭開放係統的熱力學處理方法。 耗散結構與普裏戈金理論的再審視： 深入探討瞭在遠離平衡態時，係統如何通過能量和物質的持續交換，自發地形成有序結構，並分析瞭這些結構的穩定性與脆弱性。 信息度量與復雜性定義： 引入瞭諸如有效復雜性（Effective Complexity）和統計機械復雜度（Statistical Mechanical Complexity）等先進指標，超越瞭傳統的香農熵，以便量化係統內在的組織程度及其對環境的依賴性。 隨機過程的非馬爾可夫性： 探討瞭在具有長期記憶效應的係統中，如何使用分數階微積分和廣義朗之萬方程來精確描述時間演化，這對於理解介觀尺度的擴散過程至關重要。 第二部分：時空模式的形成與演化 復雜係統的顯著特徵之一是其在空間和時間上展現齣的非平凡結構。本部分著重於模式的生成機製。 反應-擴散係統中的波與斑圖形成： 詳細分析瞭圖靈不穩定性（Turing Instability）及其在生物形態發生中的應用，討論瞭如何通過化學反應的非綫性耦閤來解釋自然界中廣泛存在的帶狀、蜂窩狀結構。 非綫性波的傳播與穩定性： 考察瞭非綫性薛定諤方程（NLS）在光縴通信和等離子體物理中的解——孤波（Solitons）的性質。我們分析瞭這些“永不分散的波包”如何在存在耗散的介質中維持其結構完整性。 同步現象的普適性： 研究瞭耦閤振蕩器網絡中的同步行為，從生物節律到電網穩定性，探討瞭Kuramoto模型及其修正形式如何解釋全局相乾性的齣現，以及抑製或誘導特定同步模式的控製策略。 第三部分：網絡科學中的湧現動力學 在現代科學中，幾乎所有係統都可以被建模為網絡。本部分將重點放在網絡拓撲結構對係統整體動態行為的影響上。 異構網絡上的擴散與傳播： 比較瞭無標度網絡（Scale-Free Networks）與隨機網絡在信息、疾病或意見傳播上的效率差異。特彆關注瞭網絡核心（Core-Periphery）結構如何加速或阻礙關鍵信息的湧現。 網絡動力學中的魯棒性與脆弱性： 分析瞭在隨機故障和蓄意攻擊下，復雜網絡維持功能的臨界點。我們引入瞭基於網絡熵和圖譜理論的度量標準來評估係統的抗乾擾能力。 自適應網絡的反饋機製： 這是本書的亮點之一。我們探討瞭網絡拓撲本身隨時間變化的係統，即鏈接的形成與刪除受網絡狀態影響的過程。這種反饋如何導緻新的、不可預測的集體行為，例如在社交網絡中的意見極化。 第四部分：從低維混沌到高維結構 本部分將視野投嚮瞭係統維度的增加對動力學的影響，特彆是從經典的單變量混沌係統到多自由度復雜係統的過渡。 高維相空間中的吸引子分析： 探討瞭龐加萊截麵在高維係統中的局限性，轉而使用切片分析（Slicing Analysis）和局部李雅普諾夫指數譜來精確識彆混沌和超混沌區域。 尺度不變性與重整化群方法： 從更基礎的物理學角度齣發，迴顧瞭如何利用重整化群（Renormalization Group）方法來理解係統在不同尺度上行為的普適性，特彆是如何識彆控製復雜性演化的固定點。 數據驅動的動力學重構： 針對實驗數據，介紹瞭時間延遲嵌入（Time-Delay Embedding）技術，用於從單變量時間序列中重建係統的低維吸引子，並評估其嵌入維度和信息維度，從而對未知係統的內在自由度進行估計。 本書的價值與受眾 《復雜係統中的湧現現象與時空結構》不僅僅是一本教科書，它更是一座連接理論物理、應用數學和工程科學的橋梁。它要求讀者具備紮實的微積分和綫性代數基礎，但同時避免瞭不必要的數學繁化，確保物理直覺始終處於核心地位。 目標讀者包括： 1. 物理學傢與數學傢： 尋求將非平衡統計力學應用於新興係統（如活性物質或量子信息）的研究人員。 2. 工程師與計算機科學傢： 對網絡優化、控製理論、尤其是涉及自適應和非綫性反饋的係統感興趣的專業人士。 3. 生物學傢與生態學傢： 希望利用動力係統工具分析種群模型、神經元網絡或生態係統動態的學者。 通過本書的研讀，讀者將掌握一套強大的分析工具，能夠批判性地評估復雜係統報告中的聲稱，並有能力去設計和預測那些在傳統綫性框架下完全無法預見的宏觀行為。本書緻力於將讀者從“觀察者”轉變為“設計者”，去駕馭復雜性而非僅僅被其淹沒。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常引人注目，深藍色的背景上，幾條蜿蜒的紅綫如同抽象的神經網絡，又像是某種能量的流動軌跡，瞬間就抓住瞭我的眼球。雖然我之前並沒有接觸過非綫性物理這個領域，但“繩索馳振到混沌”這個標題本身就充滿瞭神秘感和探索的欲望，讓人忍不住想知道，簡單的“繩索”如何能“馳振”並最終導嚮“混沌”如此復雜的概念。我猜測這本書會以一種比較直觀的方式來引導讀者，可能會有很多圖形和示意圖，幫助我們理解那些抽象的物理原理。這本書被歸類為“非綫性物理科學41”，這似乎錶明它是一個係列中的一員，可能有著嚴謹的學術背景，但我也期待它能有一定的科普性質，讓像我這樣的非專業讀者也能從中獲得啓發。我對於其中的“馳振”概念特彆好奇，是某種能量的傳播方式嗎？還是指代某種運動的模式？而“混沌”更是讓我聯想到蝴蝶效應，小小的擾動如何引發巨大的變化，這在現實生活中似乎處處可見，如果這本書能將這些聯係起來，那將是非常有趣的閱讀體驗。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我最深的感受就是這本書打破瞭我對物理世界固有的綫性思維模式。我們通常習慣於理解“因”和“果”之間存在著一種直接、可預測的關係，比如你用力推一個球，它就會嚮前滾，滾多遠取決於你用的力氣。但這本書讓我意識到，很多物理現象並非如此簡單，它們可能蘊藏著更深層次的復雜性。書中對“繩索馳振”的描述，讓我對振動和波動有瞭全新的認識，不僅僅是簡單的周期性運動，而是可能包含著更多非綫性的動態過程。它不僅僅是數學公式的堆砌，更多的是一種思維方式的轉變，教會我們如何去觀察和理解那些看似隨機但實則遵循某種規律的現象。我特彆喜歡作者在解釋復雜概念時所使用的類比，有時候是自然界的現象，有時候是生活中的例子，這些都極大地幫助我建立瞭直觀的理解，避免瞭被純粹的數學語言所淹沒。這本書讓我對“不確定性”有瞭更深刻的理解，不再將其視為一種“錯誤”或“缺陷”，而是認識到它本身就是自然規律的一部分，是事物發展的一種內在屬性。

評分☆☆☆☆☆

從技術層麵來看，這本書在闡述“繩索馳振”嚮“混沌”演化的過程中，展現瞭高度的專業性和嚴謹性。作者並沒有迴避復雜的數學工具，但同時也巧妙地引入瞭可視化手段，將那些抽象的數學模型轉化為生動的圖像。我印象深刻的是其中對相空間和吸引子的講解，這些概念我之前隻在一些科普視頻中模糊地聽過，但在這本書中，通過具體的例子和圖示，我纔真正理解瞭它們的含義和作用。書中的很多圖錶都經過精心設計，色彩搭配和綫條的運用都恰到好處，能夠清晰地展示不同參數下係統狀態的變化軌跡。我尤其欣賞作者對“分叉圖”和“李雅普諾夫指數”等關鍵概念的解釋，它們清晰地揭示瞭係統如何從有序走嚮無序，以及如何量化這種混沌的程度。雖然有些章節的數學推導仍然需要一定的基礎，但整體而言，這本書在保持學術深度的同時，也兼顧瞭讀者的可理解性，對於想要深入瞭解非綫性動力學理論的研究者來說，這本書無疑是一部寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己的認知邊界被極大地拓展瞭。之前我對“混沌”的理解更多停留在一種模糊的、不可預測的印象，而這本書則讓我看到瞭混沌背後隱藏的深刻規律和秩序。它教會瞭我如何用一種更係統、更動態的視角去審視世界，理解那些看似微不足道的變化如何能夠纍積並最終産生巨大的影響。我開始嘗試將書中的一些概念應用到我所關注的領域，比如天氣預報、股票市場的波動，甚至是生物進化等，我發現非綫性動力學的原理在這些領域都扮演著至關重要的角色。這本書不僅僅是一本物理學的科普讀物，更像是一本哲學讀物，它引導我思考“確定性”與“不確定性”的關係，思考“簡單”與“復雜”的轉化過程。我很高興我能有這樣一個機會去接觸到如此深刻的思想，它讓我對科學的理解更加全麵和深刻，也讓我對未來的研究方嚮有瞭更多的啓發。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這本書是一次令人振奮的智識之旅。從“繩索馳振”這一相對簡單的物理模型齣發，層層遞進，最終揭示瞭“混沌”這一深邃而迷人的現象。作者的敘述邏輯清晰，循序漸進，即使是對非綫性物理領域不太熟悉的讀者，也能逐步跟上思路。我特彆欣賞書中對數學公式和物理概念的解釋，既不失嚴謹，又充滿瞭啓發性。書中大量精美的圖示和生動的案例，更是將那些抽象的概念形象化，讓讀者能夠輕鬆地理解和掌握。這本書不僅僅提供瞭知識，更重要的是傳遞瞭一種思維方式——一種更加開放、更加動態、更加包容的科學思維。它讓我意識到，即使是看似混亂的現象，也可能隱藏著深刻的數學規律和物理原理。對於任何對科學充滿好奇心，渴望探索世界更深層次奧秘的讀者來說，這本書都是一本不容錯過的佳作。它會讓你重新審視你所熟悉的世界，並從中發現意想不到的驚喜。