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ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通

《ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精s通》是清华大学出版社2013-6出版的图书。

ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通基本信息

ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通作品目录

目 录

第一篇 基础篇

第1章 概述 3

1.1 有限单元法(FEM)概述 3

1.1.1 有限单元法的发展 3

1.1.2 有限单元法的基本概念 4

1.1.3 派生方法 4

1.2 ANSYS 系列软件简介 4

1.2.1 ANSYS 14.0功能特点 4

1.2.2 ANSYS软件提供的分析类型 5

1.2.3 ANSYS单位选择问题 6

1.3 本章小结 6

第2章 初识ANSYS 14.0 7

2.1 图形界面 7

2.1.1 启动界面 7

2.1.2 图形用户界面(GUI) 8

2.2 ANSYS 14.0文件系统 9

2.2.1 文件类型 9

2.2.2 ANSYS文件兼容性 10

2.3 ANSYS 14.0分析问题的基本过程 12

2.3.1 基本流程介绍 12

2.3.2 应用ANSYS 14.0分析简单实例 12

2.4 本章小结 18

第二篇 进阶篇

第3章 APDL技术应用 21

3.1 APDL简介 21

3.2 定义参数 22

3.2.1 参数命名规则 22

3.2.2 参数定义方法 23

3.3 数组参数 26

3.3.1 数组类型 27

3.3.2 定义数组 27

3.3.3 数组操作 30

3.3.4 数组操作命令 32

3.4 宏 33

3.4.1 宏的命名 34

3.4.2 宏的生成 35

3.4.3 宏库文件 36

3.4.4 宏和宏库文件的运行操作 37

3.4.5 分支 38

3.4.6 循环 38

3.4.7 控制函数一览 39

3.5 本章小结 41

第4章 ANSYS 14.0建模 42

4.1 自底向上建模 42

4.1.1 模型尺寸及相关参数 42

4.1.2 建模过程 43

4.1.3 本节常用命令流 45

4.2 自顶向下建模 46

4.2.1 相关参数 46

4.2.2 建模过程 46

4.2.3 常用命令流 48

4.2.4 布尔运算常用命令 48

4.3 直接建立有限元模型 50

4.3.1 节点的生成 50

4.3.2 单元的生成 51

4.3.3 直接生成有限元模型相关命令 52

4.4 快速建模命令 52

4.4.1 复制命令 53

4.4.2 镜像命令 53

4.4.3 对象选择与删除 54

4.5 CAD几何模型导入 55

4.6 本章小结 56

第5章 ANSYS 14.0网格划分 58

5.1 网格划分介绍 58

5.1.1 单元属性介绍 58

5.1.2 为实体模型指定属性 59

5.1.3 ANSYS网格划分方法 59

5.2 单元属性设置 59

5.2.1 单元类型(TYPE) 59

5.2.2 实常数(REAL) 60

5.2.3 材料特性(MAT) 61

5.2.4 截面特性设置(SECTION) 61

5.2.5 单元属性常用命令 62

5.3 网格控制 63

5.3.1 智能网格划分 63

5.3.2 全局单元尺寸控制 64

5.3.3 默认单元尺寸控制 65

5.3.4 关键点尺寸控制 65

5.3.5 线尺寸控制 66

5.3.6 面尺寸控制 67

5.3.7 网格控制命令 67

5.4 网格划分举例 70

5.4.1 导入几何模型 70

5.4.2 定义单元属性 70

5.4.3 网格的控制 70

5.4.4 进行Smart Mesh 71

5.4.5 网格的清除 72

5.4.6 网格的局部细化 73

5.5 映射网格划分(Mapped) 74

5.5.1 面映射网格划分 74

5.5.2 体映射网格划分 75

5.6 扫掠网格划分(Sweep) 76

5.6.1 体扫掠 76

5.6.2 体扫掠基本步骤与条件 76

5.7 拉伸网格 78

5.8 本章小结 80

第6章 加载及求解 81

6.1 荷载与加载方式种类 81

6.1.1 荷载种类 81

6.1.2 荷载步和子步 82

6.1.3 加载方式类型及特点 82

6.2 施加约束 83

6.2.1 在关键点(或节点)上加载位移约束 83

6.2.2 在线(或面)上加载位移约束 84

6.2.3 耦合约束 85

6.2.4 施加约束常用命令 85

6.3 施加外荷载 86

6.3.1 集中荷载 86

6.3.2 分布荷载 87

6.3.3 施加体积荷载 88

6.3.4 施加惯性力荷载 91

6.3.5 轴对称荷载 91

6.3.6 耦合荷载 92

6.3.7 预应力荷载 92

6.3.8 由表型数组定义荷载 92

6.3.9 荷载显示与控制 96

6.3.10 施加荷载常用命令 96

6.4 求解过程控制 97

6.4.1 分析类型设置 98

6.4.2 分析基本选项设置 98

6.5 荷载步设置与求解操作 99

6.5.1 荷载步文件的建立法 99

6.5.2 荷载步文件法求解 100

6.5.3 荷载步文件的查看、修改或删除 100

6.6 本章小结 100

第7章 后处理 101

7.1 一般(通用)后处理 101

7.1.1 读入结果文件 101

7.1.2 分析结果绘图显示 103

7.1.3 分析结果列表显示 111

7.1.4 结果运算处理 115

7.1.5 荷载工况 118

7.2 时间历程后处理 121

7.2.1 时间历程后处理窗口介绍 121

7.2.2 定义变量 123

7.2.3 变量运算 126

7.2.4 变量与数组 127

7.2.5 变量显示 128

7.3 本章小结 130

第8章 土木工程中常用单元 131

8.1 单元类型简介 131

8.1.1 常用单元分类 131

8.1.2 单元的选择 131

8.2 杆单元(LIN180) 132

8.2.1 LINK180单元描述 132

8.2.2 LINK180单元输入 132

8.2.3 输出数据 133

8.2.4 LINK180的假定和限制 134

8.3 梁单元(BEAM188) 134

8.3.1 BEAM188单元描述 134

8.3.2 BEAM188单元输入 134

8.3.3 单元输出 136

8.4 管单元(PIPE16) 136

8.4.1 PIPE16单元描述 136

8.4.2 PIPE16 输入摘要 137

8.4.3 单元输出 138

8.5 实体单元(SOLID) 139

8.5.1 SOLID65单元描述 139

8.5.2 SOLID65输入数据 140

8.5.3 SOLID65应力输出项 142

8.5.4 SOLID185单元描述 143

8.5.5 SOLID185输入数据 144

8.5.6 SOLID185应力输出项 145

8.6 平面单元(PLANE182) 146

8.6.1 PLANE182 单元说明 146

8.6.2 PLANE182单元输入 146

8.6.3 单元应力输出项 147

8.7 板壳单元(SHELL181) 147

8.7.1 SHELL181单元说明 147

8.7.2 SHELL181单元输入 148

8.8 弹簧-阻尼器单元(COMBIN14) 148

8.8.1 单元说明 148

8.8.2 COMBIN14单元输入 148

8.8.3 COMBIN14 输出 149

8.8.4 COMBIN14假设与限制 150

8.9 网格划分单元(MESH200) 150

8.9.1 单元描述 150

8.9.2 单元输入 151

8.10 接触单元及目标单元 151

8.10.1 常用接触单元组 151

8.10.2 CONTA173单元 151

8.10.3 TARGE170 154

8.11 本章小结 154

第9章 单元生死 156

9.1 单元生死原理 156

9.1.1 单元生死原理 156

9.1.2 单元生死应用范围 157

9.2 单元生死使用过程 158

9.2.1 建模 158

9.2.2 加载并求解 158

9.2.3 使用生死单元功能要注意的地方 161

9.2.4 单元生死应用实例 162

9.3 本章小结 170

第三篇 应用实例篇

第10章 简单排架结构实例分析 173

10.1 三角形屋架受力分析 173

10.1.1 问题描述 173

10.1.2 前处理 174

10.1.3 加载及求解 177

10.1.4 后处理 178

10.2 钢结构排架平面外失稳模拟 181

10.2.1 问题描述 181

10.2.2 前处理 182

10.2.3 求解及分析 186

10.2.4 后处理及结果分析 188

10.3 钢结构排架受力分析 190

10.3.1 问题简述 190

10.3.2 前处理 191

10.3.3 加载及求解 197

10.3.4 后处理 200

10.4 塔式起重机受力及模态分析 202

10.4.1 问题简述 202

10.4.2 前处理 202

10.4.3 加载及求解 212

10.4.4 模态分析 214

10.5 本章小结 217

第11章 钢筋混凝土实例分析 218

11.1 大体积混凝土热分析问题 218

11.1.1 问题描述 218

11.1.2 热分析阶段前处理 219

11.1.3 热分析求解 224

11.1.4 结构分析前处理 226

11.1.5 结构应力求解 228

11.1.6 后处理及结果分析 228

11.1.7 关于大体积混凝土 230

11.2 钢筋混凝土梁 231

11.2.1 问题描述 231

11.2.2 前处理 232

11.2.3 加载及求解 237

11.2.4 一般后处理 239

11.2.5 时间历程后处理 240

11.3 钢筋混凝土板 242

11.3.1 问题简述 242

11.3.2 前处理 242

11.3.3 加载及求解 246

11.3.4 后处理 248

11.4 钢筋混凝土开裂 251

11.4.1 相关知识简介 251

11.4.2 问题描述 252

11.4.3 前处理 253

11.4.4 加载和求解 256

11.4.5 计算结果分析 258

11.5 预应力钢筋混凝土 259

11.5.1 问题描述 260

11.5.2 前处理 260

11.5.3 加载及求解 265

11.5.4 后处理 266

11.6 钢筋混凝土结构大楼浇筑施工模拟 268

11.6.1 问题简述 268

11.6.2 前处理 268

11.6.3 求解项设置 274

11.6.4 施工过程模拟 274

11.6.5 后处理 279

11.7 本章小结 281

第12章 常见建筑结构体系实例分析 283

12.1 钢筋混凝土框架结构简单分析 283

12.1.1 问题简述 283

12.1.2 前处理 284

12.1.3 求解 289

12.1.4 后处理 290

12.2 钢结构梁板体系地震响应分析 291

12.2.1 问题简述 291

12.2.2 前处理 292

12.2.3 求解及结果 296

12.2.4 查看计算结果 300

12.3 框架-剪力墙结构实例分析 301

12.3.1 框架剪力墙结构简介 302

12.3.2 问题描述 302

12.3.3 单元及材料参数设定 303

12.3.4 建立模型 304

12.3.5 施加荷载及静力分析 310

12.3.6 模态分析 312

12.3.7 特征值屈曲分析 313

12.4 本章小结 316

第13章 基础工程实例分析 317

13.1 单柱式桥墩全桩基础 317

13.1.1 问题简述 317

13.1.2 前处理 318

13.1.3 加载与求解 321

13.1.4 一般后处理 322

13.2 考虑接触单元桩基分析 324

13.2.1 问题简述 324

13.2.2 单元及材料属性设定 324

13.2.3 建模 325

13.2.4 加载及求解 331

13.2.5 后处理 333

13.3 房屋刚性独立基础 335

13.3.1 独立基础 335

13.3.2 问题简述 335

13.3.3 前处理 336

13.3.4 加载及求解 339

13.3.5 后处理 340

13.4 房屋筏形基础 343

13.4.1 问题简述 343

13.4.2 前处理 344

13.4.3 恒载加载及求解 347

13.4.4 后处理 348

13.4.5 计算活荷载影响 350

13.4.6 后处理 351

13.5 本章小结 352

第14章 边坡问题实例分析 353

14.1 饱和度影响边坡稳定问题 353

14.1.1 边坡稳定问题 353

14.1.2 问题简述 354

14.1.3 前处理 354

14.1.4 加载及求解 359

14.1.5 后处理 363

14.2 挡土墙支护 367

14.2.1 挡土墙简介 368

14.2.2 问题简述 369

14.2.3 单元及材料定义 369

14.2.4 建模 370

14.2.5 加载及求解 375

14.2.6 后处理 376

14.3 本章小结 378

第15章 隧道及地下工程实例分析 379

15.1 地铁站台地震响应分析 379

15.1.1 相关知识 379

15.1.2 问题简述 380

15.1.3 前处理 381

15.1.4 加载及求解 386

15.1.5 一般后处理 388

15.1.6 时间历程后处理 390

15.2 暗挖隧道结构受力分析 392

15.2.1 关于暗挖法 392

15.2.2 问题简述 392

15.2.3 前处理 393

15.2.4 加载及求解 396

15.2.5 去除受拉弹簧单元再分析 400

15.3 明挖矩形截面隧道结构受力分析 403

15.3.1 关于明挖法 403

15.3.2 问题简述 403

15.3.3 前处理 404

15.3.4 加载及求解 407

15.3.5 查看结果并二次求解 408

15.3.6 后处理 409

15.4 山体隧道开挖 412

15.4.1 隧道开挖问题 412

15.4.2 问题简述 412

15.4.3 前处理 413

15.4.4 求解选项及边界条件设置 418

15.4.5 基于单元生死的开挖过程求解 420

15.4.6 后处理 424

15.5 本章小结 427

第16章 桥梁工程实例分析 428

16.1 钢桁架桥 428

16.1.1 问题简述 429

16.1.2 前处理 429

16.1.3 加载及求解 433

16.1.4 一般后处理 435

16.2 大跨度悬索桥 437

16.2.1 悬索桥背景简介 437

16.2.2 问题简述 438

16.2.3 单元及材料参数 439

16.2.4 建模 440

16.2.5 找形分析 444

16.2.6 施工过程模拟 446

16.2.7 悬索桥全结构静力分析 449

16.2.8 悬索桥地震动力响应 450

16.3 斜拉桥动力响应综合分析 452

16.3.1 斜拉桥背景知识 452

16.3.2 问题简述 453

16.3.3 单元及材料参数 454

16.3.4 建模过程 456

16.3.5 施加约束并初步求解 459

16.3.6 模态分析 460

16.3.7 地震动力响应分析 463

16.3.8 正常使用下动力响应 464

16.4 本章小结 468

第17章 大坝工程实例分析 469

17.1 大坝分类与特点 469

17.1.1 混凝土坝 469

17.1.2 土石坝 470

17.2 大坝静力分析 470

17.2.1 问题简述 470

17.2.2 前处理 471

17.2.3 静力加载及求解 472

17.2.4 后处理 473

17.3 重力坝地震动力响应分析 473

17.3.1 重力坝简介 473

17.3.2 问题简述 474

17.3.3 前处理 474

17.3.4 静力加载及求解 478

17.3.5 一般后处理 479

17.3.6 地震动力响应分析 481

17.4 本章小结 483

第18章 大跨度空间结构实例分析 484

18.1 膜结构 484

18.1.1 相关知识简介 484

18.1.2 问题简述 485

18.1.3 前处理 486

18.1.4 施加约束及荷载 487

18.1.5 找形分析 488

18.1.6 关于膜结构 490

18.2 单索结构 490

18.2.1 问题简述 491

18.2.2 单索问题的求解 491

18.3 索网结构 494

18.3.1 问题简述 494

18.3.2 索网找形与分析 495

18.4 空间刚架结构 499

18.4.1 问题简述 499

18.4.2 前处理 500

18.4.3 加载及求解 503

18.4.4 后处理 504

18.5 空间单层网壳 505

18.5.1 问题简述 505

18.5.2 参数设置 506

18.5.3 建模 506

18.5.4 特征屈曲分析 508

18.5.5 非线性分析 511

18.6 空间双层网壳 515

18.6.1 问题简述 515

18.6.2 单元及材料定义 516

18.6.3 建模 517

18.6.4 施加约束和荷载 519

18.6.5 一般后处理结果分析 520

18.7 本章小结 521

参考文献 522

2100433B

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ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通内容介绍

本书以有限元分析方法为基础,通过丰富的工程应用实例,详细介绍ANSYS14.0在土木工程领域中的应用。本书包括基础篇、进阶篇、应用实例篇共三篇18章。通过图形用户界面和命令流方式对不同的工程应用问题进行详细地讲解;其中,基础篇内容包括有限元法概述、ANSYS系列软件简介、ANSYS图形界面介绍、ANSYS文件系统以及ANSYS基础操作介绍等;进阶篇对ANSYS的APDL技术、ANSYS14.0建模、网格划分、加载及求解、后处理、土木工程常用单元进行了详细讲解。应用实例篇包括简单排架结构实例分析、钢筋混凝土实例分析、常见建筑结构体系实例分析、基础工程实例分析、边坡问题实例分析、隧道及地下工程实例分析、桥梁工程实例分析、大坝工程实例分析以及大跨度空间结构实例分析等内容。本书光盘包括所有的实例有限元模型及计算结果,方便读者查阅和参考。

本书适合应用ANSYS解决土木工程相关问题的初学者和期望提高工程应用能力的读者,可供高等院校学生、科研院所研究人员和土木工程领域的工程技术人员使用。

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ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通常见问题

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ANSYS 14.0 土木工程有限元分析从入门到精通文献

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ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通内容简介

《ANSYS13.0土木工程有限元分析从入门到精通》首先介绍了ANSYS软件及应用ANSYS进行有限元分析的例子,随后介绍了APDL语言及土木工程中常用单元,最后以具体的工程实例深入浅出地介绍了ANSYS在隧道工程、边坡工程、水利工程、桥梁工程及房屋建筑工程中的应用。每个实例都先用GUI方式一步一步教用户如何操作,让读者轻松地学会,随后提供详细的命令流。全书分为9章,分别为有限元软件ANSYS简介、ANSYS13.0图形用户界面、建立实体模型、APDL及土木工程中常用单元简介、ANSYS隧道工程应用实例分析、ANSYS边坡工程应用实例分析、ANSYS水利工程应用实例分析、ANSYS桥梁工程应用实例分析、ANSYS房屋建筑工程应用实例分析。

《ANSYS13.0土木工程有限元分析从入门到精通》可作为理工科院校土木、力学和隧道等专业的本科生、研究生及教师学习ANSYS软件的教材,也可为从事土木建筑工程、水利工程等专业的科研人员学习使用ANSYS的参考用书。

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ANSYS 13.0土木工程有限元分析从入门到精通目录

前言

第1章 有限元软件ANSYS简介

1.1 有限元常用术语

1.2 有限元法的分析过程

1.3 ANSYS简介

1.3.1 ANSYS发展过程

1.3.2 ANSYS使用环境

1.3.3 ANSYS软件的功能

1.4 ANSYS13.0的安装与启动

1.4.1 系统要求

1.4.2 设置运行参数

1.4.3 启动与退出

1.5 ANSYS13.0的界面

1.6 ANSYS文件系统

1.6.1 文件类型

1.6.2 文件管理

1.7 ANSYS分析过程

1.7.1 建立模型

1.7.2 加载求解

1.7.3 查看计算结果

1.8 实例入门——托架受力分析

1.8.1 分析实例描述

1.8.2 建立模型

1.8.3 网格划分

1.8.4 加载求解

1.8.5 查看计算结果

第2章 ANSYS 13.0图形用户界面

2.1 ANSYS 13.0图形用户界面的组成

2.2 启动图形用户界面

2.3 对话框及其组件

2.3.1 文本框

2.3.2 单选列表

2.3.3 双列选择列表

2.3.4 标签对话框

2.3.5 选取框

2.4 通用菜单

2.4.1 文件菜单

2.4.2 选取菜单

2.4.3 列表菜单

2.4.4 绘图菜单

2.4.5 绘图控制菜单

2.4.6 工作平面菜单

2.4.7 参量菜单

2.4.8 宏菜单

2.4.9 菜单控制菜单

2.4.10 帮助菜单

2.5 输入窗口

2.6 主菜单

2.6.1 优选项

2.6.2 预处理器

2.6.3 求解器

2.6.4 通用后处理器

2.6.5 时间历程后处理器

2.6.6 拓扑优化器

2.6.7 优化器

2.6.8 概率设计和辐射选项

2.6.9 运行时间估计量

2.6.10 记录编辑器

2.7 输出窗口

2.8 工具条

2.9 图形窗口

2.9.1 图形显示

2,9.2 多窗口绘图

2.9.3 增强图形显示

2.10 个性化界面

2.10.1 改变字体和颜色

2.10.2 改变GUI的启动菜单显示

2.10.3 改变菜单链接和对话框

第3章 建立实体模型

3.1 几何模型的输入

3.1.1 输入IGES单一实体

3.1.2 输入SAT单一实体

3.1.3 输入SAT实体集合

3.1.4 输入Parasolid单一实体

3.1.5 输入Parasolid实体集合

3.2 对输入模型修改

……

第4章 APDL及土木工程中常用单元简介

第5章 ANSYS隧道工程应用实例分析

第6章 ANSYS边坡工程应用实例分析

第7章 ANSYS水利工程应用实例分析

第8章 ANSYS桥梁工程应用实例分析2100433B

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ANSYS WorkBench 13.0从入门到精通目录

第1章 初识ansys workbench 13.0

1.1 ansys workbench 13.0概述

1.2 workbench 13.0的基本操作界面

1.3 workbench项目管理

1.4 workbench文件管理

1.5 workbench实例入门

1.6 本章小结

第2章 创建workbench几何模型

2.1 认识designmodeler

2.2 designmodeler草图模式

2.3 创建3d几何体

2.4 导入外部cad文件

2.5 概念建模

2.6 创建几何体的实例操作

2.7 概念建模实例操作

2.8 本章小结

第3章 workbench划分网格

3.1 网格划分平台

3.2 3d几何网格划分

3.3 网格参数设置

3.4 扫掠网格划分

3.5 多区网格划分

3.6 网格划分案例

3.7 本章小结

第4章 mechanical基础

4.1 关于mechanical

4.2 mechanical的基本操作

4.3 材料参数输入控制

4.4 mechanical前处理操作

4.5 施加载荷和约束

4.6 模型求解

4.7 结果后处理

4.8 本章小结

第5章 线性静态结构分析

5.1 线性静态结构分析概述

5.2 线性静态结构的分析流程

5.3 风力发电机叶片静态结构分析

5.4 本章小结

第6章模态分析

6.1 模态分析概述

6.2 workbench模态分析流程

6.3 飞机机翼模态分析

6.4 风力发电机叶片预应力模态分析

6.5 本章小结

第7章 谐响应分析

7.1 谐响应分析概述

7.2 谐响应分析流程

7.3 连接转轴的谐响应分析

7.4 本章小结

第8章 响应谱分析

8.1 谱分析概述

8.2 响应谱分析流程

8.3 地震位移谱下的结构响应分析

8.4 本章小结

第9章 随机振动分析

9.1 随机振动分析概述

9.2 随机振动分析流程

9.3 梁板结构的随机振动分析

9.4 本章小结

第10章 瞬态动力学分析

10.1 瞬态动力学分析概述

10.2 瞬态动力学分析流程

10.3 汽车主轴的瞬态动力学分析

10.4 本章小结

第11章 显式动力学分析

11.1 显式动力学分析概述

11.2 显式动力学分析流程

11.3 质量块冲击薄板的显式动力学分析

11.4 本章小结

第12章 热分析

12.1 传热概述

12.2 热分析流程

12.3 散热器的热分析

12.4 本章小结

第13章 线性屈曲分析

13.1 线性屈曲分析概述

13.2 线性屈曲的分析过程

13.3 桁架结构的抗屈曲分析

13.4 本章小结

第14章 结构非线性分析

14.1 结构非线性分析概述

14.2 结构非线性分析流程

14.3 销轴的结构非线性分析

14.4 本章小结

第15章 接触问题分析

15.1 接触问题分析概述

15.2 接触问题分析流程

15.3 轴承内外套接触分析

15.4 本章小结

第16章 workbench优化设计

16.1 design explorer概述

16.2 design exploration优化设计基础

16.3 连接板的优化设计

16.4 本章小结

第17章 流体动力学分析

17.1 流体动力学基础

17.2 流体动力学的分析流程

17.3 基于fluent的导弹流体动力学分析

17.4 基于fluent的灭火器流体动力学分析

17.5 基于cfx的灭火器流体动力学分析

17.6 本章小结

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