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《非线性动力学》序言

已有 7517 次阅读 2009-3-2 13:17 |个人分类:著述前言|系统分类:科研笔记| 非线性, 混沌, 分形, 动力学, 分岔

       随着科学技术的发展,工程中的非线性问题日益突出。为此有必要在工程专业开设非线性动力学课程。这门课程要求工程专业研究生掌握非线性动力学的基本理论和分析、计算方法,并能初步应用理论分析和解决工程中的各种非线性动力学问题,同时也为深入研究非线性动力学提供必要的基础。

       本书主要讨论混沌和分岔问题,但也涉及动力学中的分形问题。全书除绪论外共分八章。第一章为非线性动力学的数学基础。第二章为混沌的概念、非线性动力学研究的数值方法概述和混沌的动力学数值特征。第三章为分岔的基本概念以及与混沌的关系。第四章为分形的基本知识、混沌吸引子的几何数值特征和动力学系统吸引盆的分析边界。第五章为非线性动力学实验研究的基本方法,包括从实验数据中重构相空间。第六章讨论混沌的解析预测问题。第七章叙述分岔的基本理论。第八章简述非线性动力学中若干专题内容,包括Hamilton系统中混沌、时空混沌、分岔问题的数值方法、随机系统的混沌和分岔以及混沌和分岔的控制。各章附有文献注释,以便于读者就感兴趣的课题深入研究,也可以作为教师布置课外作业和学期论文的参考。由于非线性动力学的文献浩如烟海,本书参考文献中主要列出相关教材、专著和综述评论性文章。全书正文可分为三个模块,第一章为非线性动力学的数学基础,随后四章为非线性动力学基本内容,后三章为非线性动力学专题内容。

     在本书中,作者力求贯彻以下意图:

     1. 在基本内容和方法方面体现非线性动力学全貌,为今后应用和深入研究奠定基础。

     2. 在某些专题性内容方面反映非线性动力学研究的新进展,也包括作者的一些工作。

     3. 易于为工程专业学生接受,避免要求过多数学准备知识,只要具备工程专业常微分方程和振动力学的基本知识便可以掌握本书前五章主要内容和后三章的基本思路。

      4. 关于数值计算问题,着重介绍各种算法的基本原理。利用电子计算机的解题训练可自编计算程序或应用已有的计算软件。

     本书为工程专业尤其是工程力学专业的研究生教学需要而编写,也可供其它对非线性动力学问题感兴趣的研究人员参考。除全书适用于一般非线性动力学课程外,本书前五章可适用于学时较少的非线性动力学课程。为便于读者阅读参考,本书各章逻辑关系如右图(从略)所示。为不同教学目的,可以选用相应内容。例如,第二、六两章和第一、三、四、五、八章部分内容适用于混沌动力学的课程,第七章和第一、三、五、八章部分内容适用于分岔理论的简明课程,而第四章和第一、五章部分内容适用于分形的导引性课程。

     本书的编写和出版得到了上海市研究生教育基金和中国建设银行湖北省分行尊师重教联合会研究生教育基金资助。与本书相关的研究工作得到国家自然科学基金、教育部博士学科点科研专项基金、中国博士后科学基金和上海市科技发展基金的资助。编写工作得到各方面的支持和鼓励,并且汲取了已出版的国内外非线性动力学著述的许多宝贵经验。北京大学力学与工程科学系朱照宣教授对本书科技译名进行认真审定。作者谨表示衷心感谢。初稿部分内容曾在上海交通大学工程力学系研究生和上海大学上海市应用数学和力学研究所博士生中试用。限于水平,书中的错误和不足之处恳请读者指正。

                                                                        1999年6月



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