省研究生精品课程配套教材

有限元方法学习进阶新路径

研究生阶段的专业深耕，常需一本能穿透知识壁垒的教材引路。《多学科有限元方法》作为湖南省研究生精品课程配套用书，以简明的内容架构、精细的设计考量与丰富的知识体系，为相关领域学习者提供了一条清晰的进阶路径。

1.主创背景：专业深度的有效支撑

本书第一作者为全军优秀教师、2018—2022年教育部高等学校力学类专业教学指导委员会委员——雷勇军教授。作者长期深耕计算固体力学理论与应用等方面的教学科研工作，在有限元方法的理论与工程应用层面积累了深厚的实践经验，获国家教学成果奖一、二等奖各1项。其学术视野与教学洞察，为教材内容的严谨性与实用性奠定了基础——从核心概念的阐释到案例的选取，均围绕学习者的认知规律与科研实际需求展开，让理论知识更易与实践场景衔接。

翻开本书，我们可以清晰看到作者团队的编写初心与教材定位，而作者对多学科融合趋势下有限元方法课程教学的思考，更成为贯穿本书的核心脉络。

作者结合二十余年有限元方法课程的教学体会和承担国家级科研项目的实践经验，将理论严谨性与工程实用性深度结合，希望这本教材，既能让初学者筑牢有限元方法的理论基础，也能为深耕者提供多学科耦合分析的方法指导，更能成为连接课堂与实践的桥梁，“让学生通过课程学习与实践，真正从知识层面与思维层面学懂有限元方法”。

为实现这一目标，教材在结构设计上遵循“基础铺垫—多学科应用—方法进阶”的逻辑，从变分原理到案例分析，从单一学科分析到多物理场耦合问题，层层递进，适配不同学习需求。

这种兼具学术高度与实践温度的编写理念，让教材能精准命中研究生的学习痛点，成为湖南省研究生精品课程配套教材的特色竞争力。

2.课程联动：瞄准研究生的能力培养需求

作为省级研究生精品课程的配套教材，本书将多学科视角融入有限元方法的讲解中，无论是机械与土木工程领域的结构分析，还是航空航天结构的强度计算，书中内容均能提供针对性的方法指点。同时，教材与课程体系深度绑定，辅以实践案例与分析思路，帮助学习者在掌握理论的同时，提升解决工程实际问题的能力。

3.书籍内容深度解析：从理论到实践的知识体系架构

全书共分为12章，根据“基础铺垫—多学科应用—方法进阶”的逻辑主线，层层递进，构建完整的知识内容框架，兼顾入门学习与深度探究需求。

4.基础理论：筑牢有限元方法的基本理论

第1—4章聚焦有限元方法的核心数学基础，从“有限元方法的变分原理”切入，系统讲解变分法基础、变分问题的近似解法等发源理论，再从简单梁杆力学模型到板壳结构模型，阐述不同维度结构有限元分析的单元离散、刚度矩阵构建、边界条件处理等基础理论方法。

5.多学科应用：覆盖多学科典型问题分析需求

第5—9章进入多学科应用环节，打破单一学科局限，分别围绕“固体力学问题的有限元方法”“流体力学问题的有限元方法”“热传导和热应力问题的有限元方法”“电磁场问题的有限元方法”四大模块展开。

6.方法进阶：  聚焦前沿力学问题  

第10—12章聚焦典型的前沿力学问题，围绕黏弹性断裂力学和非局部阻尼模型两个模块，分别阐述增量有限元方法、加料有限元方法和非局部有限元方法的理论基础和案例应用。

对于机械、土木、航空航天等相关专业的研究生而言，一本能兼顾理论深度与实践价值的教材，往往能为学术研究省去不少弯路。

《多学科有限元方法》从教育初心、编写团队，到内容架构、设计细节，处处体现着对专业学习需求的精准回应，无论是课程学习、学术研究，还是工程实践，它都能成为可靠的“进阶助手”。

图书卡片

《多学科有限元方法》

雷勇军 梅勇 编著

ISBN：978-7-5673-0650-9

有限元方法作为计算科学范式的典型代表，基于变分原理和弱形式求解，采用“分片插值”的空间离散逼近思想，构建了工程科学与技术问题定量分析的严格数学框架，显著提升了多物理场问题的数值模拟能力。

本书凝练了作者在有限元方法课程教学与工程应用研究中的部分成果，内容涵盖有限元方法的数学力学基础、工程问题简化建模技术及多学科应用（固体力学、流体力学、传热学与电磁学等）。全书兼顾理论严谨性与工程实用性，既可作为力学、机械等学科专业高年级本科生及研究生的课程学习教材，也可为航空航天、机械工程等相关领域的研究人员和工程技术人员提供参考。

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