水波動力學基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

吳雲崗，陶明德 著

圖書標籤:

• 水波動力學
• 海洋工程
• 水動力學
• 波浪理論
• 流體力學
• 數值模擬
• 海洋水文
• 海岸工程
• 水工結構
• 計算流體力學

齣版社： 復旦大學齣版社

ISBN：9787309085525

版次：1

商品編碼：10897826

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-11-01

用紙：膠版紙

頁數：294

正文語種：中文

內容簡介

《水波動力學基礎》主要講述水波的一些基本物理現象，對水波動力學的初步知識進行瞭詳細描述，在理論上涉及綫性與非綫性水波理論、內波理論、波流相互作用、與海洋物理學有關的鏇轉流體中的波動理論，還涉及近岸工程的近岸波浪理論等。全書分成8章，內容豐富。從小振幅波理論開始，按淺水中的長波、非綫性水波、流動中的波、內波、鏇轉流體中的波、近岸波浪的順序分彆獨立成章，對各種波浪理論做瞭描述；同時，在數學處理上引入水波動力學中多種應用數學的方法，以解釋各種水波的機製和現象，並注意各種理論和方法之間的聯係和區彆。本書在水波現象描述和水動力學知識的介紹中，盡量體現水波動力學學科本身的特點和規律，以幫助讀者建立確實的水波的物理概念以及掌握一些常見的、重要的水波的數學處理方法，為他們今後進一步的工作和研究打下紮實的基礎。
《水波動力學基礎》可作為高等院校流體力學專業高年級學生的選修課教材和研究生的專業基礎課教材，也可供從事物理海洋學、海洋工程、船舶工程、港灣工程、水利工程等教學人員和研究人員參考。

目錄

第一章 緒論
§1-1 概述
§1-2 水波的物理要素
§1-3 水波的基本方程

第二章 小振幅波理論
§2-1 水波問題的攝動展開
§2-2 行波和駐波
§2-3 容器中的駐波
§2-4 能量通量和群速度
§2-5 毛細波
§2-6 不定常運動
2-6-1 問題的一般公式
2-6-2 解的積分錶達式
2-6-3 Kelvin駐相法
2-6-4 關於結果的討論
§2-7 群速度的物理意義
§2-8 水波的緩慢調製
§2-9 水波的繞射
§2-10 水波的摺射
§2-11 毛細射流的穩定性

第三章 淺水中的長波
§3-1 基本方程
§3-2 Boussinesq方程
§3-3 特徵綫法
§3-4 孤立波
§3-5 滾浪的形成
§3-6 單斜波
§3-7 變截麵水道中的長波
§3-8 靜振
§3-9潮汐
3-9-1 引潮力
3-9-2 平衡理論
3-9-3 動力理論

第四章 非綫性水波
§4-1 深水中的Gerstner波
§4-2 深水中的Stokes波
§4-3 漂移速度
§4-4 冪級數求解
§4-5 Boussinesq方程和KdV方程
§4-6 Stokes展開
§4-7 橢圓餘弦波
§4-8 破壩問題
§4-9 加速平闆問題
§4-10 變分方法
附錄、（4.4.6）式的證明

第五章 流動中的波
§5-1 一個簡單的模型
§5-2 波動的守恒量
5-2-1 質量守恒
5-2-2 動量守恒
5-2-3 能量守恒
5-2-4 一個例子
§5-3 在非均勻流動中的波動解
5-3-1 冪級數求解法
5-3-2 漸近級數求解法
……
第六章 內波
第七章 鏇轉流體中的波
第八章 近岸帶的波浪
參纔文獻

前言/序言

好的，以下是一份為您量身定製的圖書簡介，它將圍繞《水波動力學基礎》這本書的主題，詳細闡述其相關領域內的其他重要內容，同時完全避開對該書本身的任何提及。 --- 《海洋工程中的流體動力學：從理論到實踐的應用》圖書簡介 捲首語： 深入海洋，理解流體，駕馭力量。 海洋，這片浩瀚而神秘的藍色疆域，是人類活動日益擴展的場所。從深海勘探到海上能源開發，從港口航運到海岸防護，無一不依賴於對海洋環境中流體行為的精準理解與有效控製。本書《海洋工程中的流體動力學：從理論到實踐的應用》旨在係統、深入地探討適用於海洋工程領域的流體力學原理及其工程化應用。我們專注於揭示復雜海洋環境下的流體運動規律，為工程師、研究人員及決策者提供一套堅實的理論框架和可靠的計算工具，以應對日益嚴峻的工程挑戰。 本書共分為六大部分，涵蓋瞭從基礎理論的嚴謹推導到尖端數值模擬方法的詳細介紹，最終落腳於實際工程案例的分析與設計優化。 第一部分：海洋流體動力學基礎理論 本部分緻力於構建理解海洋流體現象的數學和物理基礎。我們首先迴顧經典流體力學中的連續性方程、動量方程（納維-斯托剋斯方程）和能量方程在海洋環境下的形式與簡化。重點探討瞭在宏大尺度下，科裏奧利力和地球自轉對流體運動産生的顯著影響，這是理解大尺度海洋環流和近岸水動力過程的先決條件。 隨後，我們將深入討論粘性流體理論與邊界層理論。粘性效應在近底、近壁以及結構物周圍的流動分離現象中扮演關鍵角色。通過對湍流的深入剖析，我們將介紹湍流的統計特性、經典的湍流模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）在海洋工程，特彆是波浪與結構物相互作用中的適用性與局限性。同時，本書將詳述勢流理論在處理高頻、小振幅流體運動時的優勢，並明確指齣其在考慮粘性耗散時的修正方法。 第二部分：海洋環境中的環境載荷分析 海洋環境的復雜性在於其動態和隨機性。本部分的核心任務是建立準確的環境載荷模型。 風場建模與風載荷計算： 詳細闡述瞭氣象學中的邊界層風場模型，重點介紹如何利用風譜模型（如德邦（DNV）譜、JONSWAP譜）來描述海上風機和平颱所承受的隨機風荷載。 水流與洋流模擬： 區彆於純粹的波浪運動，本節詳細分析瞭由潮汐、溫鹽梯度和風驅動形成的穩定或準穩定洋流場，以及這些流場如何影響水下結構的拖曳力和疲勞評估。 極端載荷的概率分析： 采用極值理論（如Gumbel分布、Weibull分布）來預測百年一遇或韆年一遇的極端風速和浪高，為海洋結構的極限狀態設計提供概率支撐。 第三部分：流體-結構相互作用（FSI）的建模 這是本書最具工程實踐價值的部分之一。我們探討瞭流體載荷如何作用於結構物並引起結構響應，以及結構變形反過來如何影響流場。 繞流與繞射理論： 針對規則波浪條件下，將結構物分為小尺度（繞射理論，如Morison方程的適用範圍）和大尺度（繞射理論，如Green函數法）。詳細推導瞭二維和三維繞射問題的控製方程及其數值求解思路。 係泊係統動力學： 重點分析瞭浮式結構物（如FPSO、半潛式平颱）在波浪、風和流體共同作用下的六自由度運動響應。介紹瞭綫性化和非綫性係泊力模型的建立，以及如何將運動方程耦閤到流體載荷模型中進行時域分析。 空化現象與水下噪聲： 深入討論瞭在高速流體運動（如螺鏇槳、渦輪葉片）中，壓力降低導緻的空化現象的形成、發展及潰滅過程。這對於水下結構物的腐蝕防護和聲學特徵抑製至關重要。 第四部分：計算流體力學（CFD）在海洋工程中的應用 隨著計算能力的提升，CFD已成為解決復雜海洋流體問題的核心工具。本部分著重於高階CFD方法的選擇與應用。 網格生成與離散化技術： 比較瞭有限體積法（FVM）、有限元法（FEM）和譜方法在處理自由液麵問題上的優劣。詳細介紹瞭處理自由液麵波動的先進技術，如水平集（Level Set）方法、體積平均法（VOF）以及浸入邊界法（IBM）。 動網格與動邊界處理： 針對平颱晃動、浮標運動等問題，講解瞭如何高效地處理隨時間變化的結構邊界，包括定常/非定常網格重構和ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法。 湍流模型在水動力計算中的校準： 結閤實驗數據（PIV、LDV），指導讀者如何對選定的湍流模型進行參數校準，以確保CFD模擬結果在復雜邊界條件下的物理準確性。 第五部分：關鍵海洋結構物的水動力設計 本部分將理論與實踐緊密結閤，聚焦於幾類典型的海洋工程結構。 固定式平颱與導管架結構： 重點分析瞭波浪對立柱和係杆的周期性衝擊載荷，以及在波浪-洋流復閤作用下的應力集中問題。 浮式結構物（VLFS/FPSO）的運動響應： 討論瞭如何使用頻域分析（如WADIS, AQWA等軟件的理論基礎）快速評估浮體的靜水力係數和附加質量、阻尼矩陣，並結閤時域模擬驗證極端海況下的係泊纜繩張力。 海洋可再生能源係統： 專門闢章討論瞭波浪能轉換裝置（WEC）和潮汐能渦輪機的水動力性能評估，包括如何優化葉片或吸收器的外形以最大化能量捕獲效率（增益係數分析）。 第六部分：海岸工程與泥沙動力學 海洋動力學的影響延伸至近岸和水下沉積過程。 淺水波與破碎機理： 詳細闡述瞭淺水效應（波高變小、波長縮短）對波浪傳播的影響，以及波浪破碎的臨界條件和能量耗散機製。 泥沙輸運模型： 介紹瞭床麵剪應力與泥沙運動的耦閤關係，包括衝淤計算中的衝蝕、輸移（懸移和推移）過程的數學描述，為防波堤、航道維護提供動力學依據。 結論： 《海洋工程中的流體動力學：從理論到實踐的應用》不僅僅是一本教科書，更是一部麵嚮工程應用的參考手冊。它力求在理論的深度與工程的廣度之間搭建一座堅實的橋梁，幫助讀者掌握駕馭海洋力量所需的核心知識體係。通過本書的學習，讀者將能夠獨立分析和解決現代海洋工程領域中最具挑戰性的流體動力學問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象。波紋狀的藍色暈染，配閤著幾道若隱若現的白色水痕，確實直觀地傳達瞭“水波”的主題。拿到手中的重量也恰到好處，紙張的觸感細膩而不滑膩，散發著一股淡淡的印刷墨香，這在如今充斥著電子書的時代，無疑是一種難得的感官體驗。翻開扉頁，印在上麵的是作者的姓名和齣版信息，字體清晰，排版工整，沒有絲毫的雜亂感。我特彆留意瞭頁眉和頁腳的設計，簡潔大方，與整體風格統一。在瀏覽目錄時，我對其中一些章節的標題感到非常好奇，例如“瞬態波形的建模與仿真”和“淺水波與深水波的邊界條件辨析”。這些術語雖然聽起來有些專業，但也預示著本書在理論深度上有所追求，而非泛泛而談。我開始想象，作者會如何將這些復雜的概念，通過清晰的圖示和嚴謹的推導，呈現給讀者。我尤其期待書中是否會涉及一些實際案例的分析，比如海浪的形成機製，或者水壩工程中的水波效應，這會讓理論與實踐的結閤更加緊密，也更能激發我的學習興趣。總而言之，從書籍的外觀和初步的目錄預覽來看，這本書給我一種既有學術嚴謹性，又不乏閱讀吸引力的感覺。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直接的感受是，它將一個看似非常宏大的學科，拆解成瞭易於理解的若乾部分。作者在處理復雜的概念時，總是能找到一個切入點，讓初學者也能逐步掌握。我特彆喜歡書中對一些經典實驗的引用和分析，這讓理論知識變得更加生動有趣，不再是枯燥的公式堆砌。例如，書中在介紹錶麵張力波時，詳細描述瞭滴水落入平靜水麵後産生的圓形漣漪，並解釋瞭其傳播的物理機製。這種將日常生活中的現象與科學理論相結閤的講解方式，讓我覺得學習過程充滿瞭樂趣。此外，作者在解釋一些抽象的數學概念時，也常常藉助形象的比喻，這極大地降低瞭理解的門檻。我記得在講解水波的能量傳遞時，作者用瞭一個“波包”的比喻，生動地描繪瞭能量如何被限製在特定區域內傳播。這種巧妙的類比，讓我對能量守恒定律在水波係統中的體現有瞭更深刻的理解。總的來說，這本書在知識的傳遞方式上，做得非常人性化，既保證瞭學術的嚴謹性，又不失趣味性。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書主要是被其“動力學”這個詞所吸引，我希望能夠理解水波是如何産生、傳播和演變的。而這本書確實在這方麵給瞭我很大的啓發。作者在書中對各種驅動因素，如風力、地震、人工擾動等，如何引發水波的形成進行瞭詳細的論述。我尤其對書中關於海嘯成因的分析印象深刻，作者詳細闡述瞭海底地震如何引起巨大的水體位移，進而産生毀滅性的海嘯波。書中關於波浪疊加和乾涉的講解，也讓我對為什麼海麵上會有如此復雜多變的波形有瞭更清晰的認識。我學到瞭波浪可以通過相互疊加，使得波高增大（建設性乾涉），也可能相互抵消（破壞性乾涉）。這些理論解釋瞭海麵上波浪的復雜性和不可預測性。書中還對不同類型的水波（如重力波、錶麵張力波、斯托剋斯波等）進行瞭區分和介紹，並分析瞭它們各自的傳播特性和影響因素。這讓我意識到，水波並非隻有一種形態，而是受到多種物理因素共同作用的結果。整本書的敘述邏輯清晰，層層遞進，讓我能夠從宏觀到微觀，逐步深入地理解水波的動力學規律。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它在理論的嚴謹性和邏輯的連貫性上做得非常齣色。作者在闡述每一個概念時，都循序漸進，從最基本的原理齣發，逐步深入到復雜的模型。我特彆喜歡書中對於數學推導的詳細講解，每一處公式的變換都清晰明瞭，附帶的文字解釋也準確到位，使得我這個數學基礎不算特彆紮實的讀者，也能跟上思路。書中引用的參考文獻也十分豐富，涵蓋瞭該領域的經典著作和最新研究成果，這為我進一步深入學習提供瞭寶貴的指引。讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避一些數學上的難點，而是以一種引導性的方式，幫助讀者理解這些抽象的公式背後所蘊含的物理意義。例如，在講解納維-斯托剋斯方程在水波問題中的應用時，作者花瞭相當大的篇幅來分析各個項的物理含義，以及它們在不同水波場景下的作用。這種細緻入微的處理方式，讓我對水波的動力學過程有瞭更加深刻的認識，不再僅僅停留在錶麵的現象觀察。此外，書中穿插的圖解也非常生動形象，它們有效地彌補瞭純文字描述可能帶來的抽象感，將一些肉眼無法直接觀察到的物理現象具象化，極大地提升瞭閱讀效率。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書在介紹各種水波模型時，提供瞭一個非常全麵的視角。從最基礎的綫性波理論，到非綫性的長波和短波模型，幾乎涵蓋瞭水波動力學研究的各個重要分支。書中對於不同模型的適用範圍和局限性的分析，也十分到位。我尤其欣賞作者對於數學模型與實際觀測數據之間聯係的探討，這錶明本書不僅僅是停留在理論層麵，而是關注如何將理論應用於解決實際問題。我記得書中有一章專門討論瞭孤立子在水波傳播中的作用，這對我來說是一個全新的概念。作者通過嚴謹的數學推導和生動的例子，解釋瞭孤立子為何能夠保持其形狀和速度穩定傳播，並且在現實世界中，如信風浪的傳播，也能看到其身影。這讓我對自然界中一些看似神秘的現象有瞭更閤理的解釋。另外，書中對數值模擬方法的介紹也讓我獲益匪淺。作者詳細講解瞭幾種常用的數值算法，並且分析瞭它們在處理不同類型水波問題時的優劣。這對於希望將理論知識應用於實際工程計算的讀者來說，無疑是一份寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

很好的教材.值得收藏.,

評分☆☆☆☆☆

印刷質量很一般，真不敢恭維啊。。

評分☆☆☆☆☆

內容也不錯

評分☆☆☆☆☆

內容也不錯

評分☆☆☆☆☆

印刷質量很一般，真不敢恭維啊。。

評分☆☆☆☆☆

看上去不錯看上去不錯

評分☆☆☆☆☆

書很精緻，印刷很清晰

評分☆☆☆☆☆

詳細介紹瞭水波的經典理論

評分☆☆☆☆☆

書很精緻，印刷很清晰