Dynamic Modeling of Musculoskeletal Motion pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Yamaguchi, Gary T.

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2001-7

价格:$ 271.20

装帧:HRD

isbn号码:9780792374305

丛书系列:

图书标签:

肌肉骨骼运动
动力学建模
生物力学
运动分析
数学建模
计算机模拟
人体运动学
肌肉骨骼系统
运动控制
生物工程

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具体描述

Dynamic Modeling of Musculoskeletal Motion introduces biomechanists to modern methods of modeling and analyzing dynamic biomechanical systems in three dimensions. Using vector kinematics, the reader is taught a systematic method which significantly reduces the complexity of working with multiple, moving limb segments in three dimensions. Operations which usually require the application of differential calculus are replaced by simple algebraic formulae. To derive dynamical equations of motion, a practical introduction to Kane's Method is given. Kane's Method builds upon the foundation of vector kinematics and represents one of the most exciting theoretical developments of the modern era. Together, these techniques enable biomechanists to decipher and model living systems with great realism, efficiency and accuracy. Interwoven with the theoretical presentation are chapters and examples which highlight the subtle differences between inanimate linkages and the biomechanical systems we seek to understand.

好的，这是一份关于《流体力学前沿与应用》的图书简介，字数约为1500字，内容详实，旨在全面介绍该领域的核心概念、最新进展及其在工程实践中的广泛应用，不涉及您提到的那本特定书籍的内容。 --- 流体力学前沿与应用：理论、计算与实验的深度融合本书聚焦于现代流体力学领域最活跃、最具挑战性的前沿课题，旨在为高等院校的研究生、高年级本科生、以及从事流体力学相关研究与工程开发的专业技术人员提供一份全面、深入且与时俱进的参考指南。流体力学作为物理学与工程科学的交叉学科，其研究对象——流体（液体和气体）的运动规律，深刻影响着从宏观尺度的天气预报、航空航天到微观尺度的生物医学工程、纳米技术等几乎所有工程领域。本书超越了基础的纳维-斯托克斯方程的传统讲解，而是将重点放在了当前理论理解的突破、先进数值计算方法的革新以及高精度实验测量技术的最新发展上，强调三者之间的有机结合。第一部分：理论基础的深化与挑战本部分旨在巩固读者对经典流体力学理论的掌握，并深入剖析当前理论研究中面临的核心难题。第一章：湍流的非线性本质与模型发展湍流是流体力学中最复杂、尚未完全解决的难题之一。本章详细阐述了湍流的统计特性、尺度分离理论，并重点探讨了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）的局限性，尤其是在处理逆压梯度和分离流等复杂流动中的失效机制。随后，本书深入介绍了大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在捕捉湍流结构中的优势与计算瓶颈。我们特别关注了新型的基于信息论和机器学习的湍流模型构建方法，探讨如何从高保真数据中提取更具物理意义的湍流闭合关系。第二章：复杂流体与非牛顿流变学本书超越了对理想牛顿流体的讨论，系统介绍了高分子溶液、悬浮液、乳液以及泥浆等非牛顿流体的流变学特性。详细分析了剪切变稀、粘弹性、屈服应力等现象背后的微观机理。在数学描述方面，本书对比了幂律模型、宾汉模型、卡洛斯-霍夫曼模型（Carreau-Yasuda）等，并探讨了如何将这些本构关系耦合到有限体积/有限元框架中进行准确的数值求解。在应用层面，本章讨论了在增材制造（3D打印）过程中聚合物熔体的流动控制问题。第三章：微尺度流动与稀薄气体动力学随着MEMS/NEMS技术的发展，流体在微米乃至纳米尺度上的行为日益重要。本章讲解了克努德森数（Knudsen Number）对流动物理机制的影响。内容涵盖了从连续介质模型向分子动力学（如玻尔兹曼方程）过渡的理论框架。重点讨论了表面张力效应、润滑理论在微观轴承中的应用，以及稀薄气体中动理学效应如何改变宏观传热传质过程。第二部分：先进数值模拟方法（CFD的革新）计算流体力学（CFD）是解决实际工程问题的核心工具。本部分着重介绍当代CFD方法学的进步，特别是如何提高精度、鲁棒性和计算效率。第四章：高阶精度与不适定问题处理为了满足对高精度模拟的需求，本书详细介绍了高阶有限体积法（如WENO、CWENO格式）在捕捉激波和接触间断时的优越性。同时，探讨了如何利用特征线方法和黎曼求解器（如Roe、AUSM+）来保证求解的物理一致性和稳定性。此外，对于涉及高马赫数和强化学反应的耦合问题，本书讨论了基于时间导数分离（TI-splitting）和隐式求解技术的先进算法。第五章：网格自适应与动网格技术对于涉及剧烈变形、复杂边界或流动结构演化的算例（如气动弹性、水下分离过程），固定网格方法难以应对。本章深入讲解了动网格技术，包括重构拉格朗日法（RGM）和任意拉格朗日-欧拉法（ALE）。重点剖析了表面网格光滑算法和网格质量指标的优化策略。此外，还介绍了适应性网格加密（AMG）在聚焦关键流动区域、显著降低计算成本方面的应用。第六章：数据驱动的流体力学：物理信息神经网络（PINN）本章是本书的前沿亮点之一。它探讨了深度学习，特别是物理信息神经网络（PINN）如何被整合到流体力学求解框架中。详细介绍了如何将纳维-斯托克斯方程作为正则化项嵌入到神经网络的损失函数中，以实现无网格、无监督的偏微分方程求解。讨论了PINN在逆向工程（如确定未知边界条件或流体参数）以及加速传统迭代求解器方面的潜力与挑战。第三部分：实验测量与交叉应用理论与计算的进步必须通过精确的实验验证。本部分关注现代流体力学实验技术的最新发展及其在关键工程领域的应用。第七章：非侵入式高精度测量技术本章聚焦于对流场进行高时空分辨率测量的先进技术。详细介绍了粒子图像测速（PIV）技术从二维到三维（全场立体PIV）的演进，以及时间分辨粒子追踪技术（PTV）在稀疏流场中的应用。激光诱导荧光（LIF）和拉曼散射技术在温度和组分测量中的集成应用被深入探讨，强调了如何利用这些数据进行定性和定量的流动结构识别。第八章：空气动力学与高超声速流动在高超声速领域，气动加热、化学反应和激波/边界层干扰是核心挑战。本章讨论了在新一代飞行器设计中，如何结合风洞实验（如脉冲激波风洞）和高保真CFD来预测气动特性。特别关注了稀薄气体效应在再入飞行器周围的建模需求，以及磁流体动力学（MHD）在气动控制中的潜在应用。第九章：环境流体力学与能源转化本章将流体力学理论应用于解决重大的环境和能源问题。内容涵盖了复杂地形下的污染物扩散模型、海洋与大气中的混合与湍流输运过程。在能源方面，深入分析了燃料电池内部的电化学-多相流耦合问题、风力涡轮机叶片尾流场的优化设计、以及地热能开采中的地下水动力学模拟。 --- 总结：《流体力学前沿与应用》不仅是对现有知识体系的梳理，更是一份面向未来的技术路线图。它强调了跨学科知识的整合，鼓励读者将先进的数学工具、强大的计算资源与精确的物理测量相结合，以应对21世纪工程领域中最复杂、最紧迫的流动挑战。通过对案例研究的详尽分析和对最新研究成果的深入解读，本书旨在培养新一代具备深厚理论基础和强大问题解决能力的流体力学专家。