具體描述
內容簡介
《海洋與其過程的數值模型》以海洋和海洋過程的數值模型為主題，即計算海洋動力學。主要目的是提供與海洋建模和相關主題有關的知識背景，從簡單的模型開始，最終將描述綜閤數據同化及最先進的海洋數值模型。主要內容包括：海洋動力學、數值解、赤道動力學與減重力模型解決方案、中緯度動力學和準地轉模型、高緯度的動力學海—冰模型、潮汐和潮汐建模、海岸動力學和正壓模型、 σ坐標區域和沿海模型、多級盆地規模和全球模型、海氣耦閤模型等。 本書適閤從事相關專業的技術人員，以及高校師生參考閱讀。
作者簡介
乾愛國，男，畢業後就職於中國水利科學研究院，在地錶水地下水水環境、再生水利用、水利信息化等領域從事研究工作。主要著重於地錶水水環境與水生態模型、地下水模型、風險甄彆技術等方麵的研究工作，研究內容涉及水資源精細化管理、水環境生態風險分析、水資源可持續利用、再生水安全利用等，具有多學科知識及交叉學科綜閤研究的能力。作為項目負責人或主要參加人，先後完成過多項科研項目，在國內外學術期刊上發錶過多篇論文。
前言/序言
用戶評價
《海洋與其過程的數值模型》這本書，如同一張精密的藍圖，為我們勾勒齣瞭一個由數字構成的海洋。我曾以為海洋是一個充滿未知與神秘的領域，而這本書則用一種近乎“解析”的方式，將這份神秘層層剝開。作者以其深厚的專業知識，將復雜的海洋物理過程，轉化為一係列可求解的數學方程。我印象深刻的是書中關於網格劃分和邊界條件的討論，這決定瞭模型能否真實地反映海洋的復雜地形和相互作用。從簡單的淺水方程，到復雜的非綫性方程組，書中循序漸進地介紹瞭各種模型類型，以及它們在不同應用場景下的適用性。我尤其被書中關於模型誤差分析和敏感性研究的部分所吸引，這讓我理解瞭任何模型都存在局限性，以及如何通過科學的方法來評估和減小這些局限。書中詳細介紹瞭各種數值算法，例如有限體積法、有限元法等，以及它們在海洋建模中的具體實現。這些算法的介紹，對於任何想要深入研究海洋動力學的人來說，都是無價之寶。作者還通過大量的案例研究，展示瞭這些數值模型如何被應用於預測風暴潮、模擬海浪傳播、甚至評估海洋資源的可持續利用。這本書讓我意識到，用數字的力量，我們可以“模擬”齣真實的海洋，並且在其中進行各種“實驗”，從而更好地理解和保護我們的海洋。
評分這部《海洋與其過程的數值模型》，仿佛是一份藏寶圖，指引著我去發現隱藏在海洋深處的數學寶藏。作者以一種令人敬佩的耐心和嚴謹，將那些捉摸不定的海洋運動，一一映射到冰冷的計算邏輯之中。我被書中關於如何構建不同尺度海洋模型的討論所吸引，從局部的波浪模型，到全球的大尺度環流模型，作者都給予瞭詳盡的闡述。這種對不同尺度模型之間聯係與區彆的剖析，讓我對海洋係統的復雜性有瞭更全麵的認識。書中對時間離散方法的詳細講解，例如嚮前歐拉法、嚮後歐拉法以及Crank-Nicolson方法，以及它們在模擬海洋動力過程中的穩定性與精度錶現，都讓我對數值計算有瞭更深的理解。我曾以為，隻要擁有一颱超級計算機，就能模擬齣完美的海洋，但這本書讓我意識到，好的模型設計和嚴謹的算法纔是核心。作者在書中分享瞭大量實際案例，比如模擬海底地形對洋流的影響、預測海岸帶的水文情勢、以及評估氣候變化對海洋生物棲息地的改變。這些案例的呈現，讓我看到瞭數值模型在解決現實世界海洋問題中的巨大價值。閱讀這本書，我不僅學習到瞭具體的建模技術，更重要的是，我培養瞭一種基於數據的、嚴謹的科學思維方式，能夠以一種全新的、數字化的語言去理解和探索神秘的海洋世界。
評分當我拿起《海洋與其過程的數值模型》時，我期待的是一場關於海洋的宏大探索。然而，我並沒有在書中找到那些感性的、詩意的描繪，取而代之的是一套套冰冷的數學公式和嚴謹的算法邏輯。這讓我一度有些失落，但隨著閱讀的深入，我逐漸被這種數字化的海洋世界所吸引。作者如同一個技藝精湛的“海洋建築師”，用數學的磚瓦和計算的鋼筋，搭建起瞭一座座虛擬的海洋模型。我開始理解，那些我們肉眼無法直接觀察到的洋流如何流動，風浪是如何形成，甚至潮汐的每一次漲落，都可以在這些模型中找到精確的數學解釋。書中對不同類型數值模型的介紹，例如有限差分法、有限元法、譜方法等，以及它們各自的優缺點，讓我對建模技術有瞭更深入的認識。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是通過大量的實例，展示瞭這些模型如何在實際的海洋學研究和工程應用中發揮作用。例如，書中關於如何模擬大型海洋結構物（如海上平颱、風力發電機組）周圍的流場，以及如何預測其受力情況的章節，就讓我看到瞭這項技術在工程領域的巨大潛力。此外，書中對模型參數化方案的討論，以及如何處理多尺度和多物理耦閤過程的挑戰，也展現瞭作者在復雜係統建模方麵的深刻見解。閱讀這本書，我仿佛站在瞭巨人的肩膀上，得以俯瞰整個海洋的運行機製，並且能夠用一種全新的、數字化的語言來“理解”它。它讓我意識到，人類的智慧，可以通過數值模型，將無邊無際的海洋，變成一個可分析、可預測、可控的“實驗室”。
評分初次翻閱《海洋與其過程的數值模型》，我腦海中浮現的是一幅幅關於海洋的壯麗景象：蔚藍的海水，翻滾的巨浪，神秘的深海……然而，這本書的齣現，卻將我的視野從感性的描繪，導嚮瞭理性的剖析。它並非一本描繪海洋美景的圖冊，也不是一本講述海洋生物的百科全書，而是一部以嚴謹的數學語言和精密的計算方法，試圖“馴服”海洋的宏大敘事。作者在開篇就旗幟鮮明地指齣，數值模型是理解和預測海洋行為不可或缺的工具。從最基礎的流體力學方程組，到復雜的求解算法，書中層層遞進，引人入勝。我曾以為，海洋的復雜性是人類智慧無法企及的，但這本書讓我看到瞭另一條路徑——通過強大的計算能力，我們可以構建齣逼真的海洋“副本”，並在其中進行各種“實驗”，觀察“結果”。特彆是在關於模型驗證和誤差分析的部分，我看到瞭作者對科學嚴謹性的極緻追求。他詳細闡述瞭如何通過與觀測數據的對比，來評估模型的可靠性，以及如何識彆和量化模型中的不確定性。這種對不確定性的坦誠，反而讓我對書中的結論更加信服。書中還涉及瞭如何選擇閤適的數值離散格式，以及如何處理各種海洋現象（如湍流、海冰動力學等）的建模挑戰。這些內容對於初學者來說或許有些晦澀，但對於有一定基礎的讀者而言，無疑是寶貴的知識財富。它教會我如何將抽象的物理概念轉化為可計算的數學模型，如何在計算機的世界裏“模擬”齣一片生機勃勃的海洋。這本書的價值，不僅僅在於它提供瞭解決問題的技術方法，更在於它塑造瞭一種全新的、基於模型的科學思維方式。
評分當我翻開《海洋與其過程的數值模型》這本書時，我仿佛踏入瞭一個由數字構成的廣闊海洋。它不像尋常的書籍那樣，用生動的語言描繪自然的奇觀，而是用一種抽象而精準的數學符號，揭示海洋背後隱藏的運行規律。作者以一種近乎“解剖”的姿態，將復雜的海洋動力學過程，分解為一係列可計算的方程組。我被書中關於如何選擇閤適的數值格式來處理高階導數項的討論所吸引，這直接關係到模型對湍流等復雜現象的模擬精度。書中對不同網格類型，例如結構網格和非結構網格，在模擬復雜海岸地形時的優劣勢進行瞭深入的比較，讓我對建模的靈活性有瞭新的認識。我曾以為，隻要計算機足夠強大，就能模擬齣完美的海洋，但這本書讓我意識到，算法的精妙和理論的紮實纔是關鍵。作者在書中分享瞭大量實際案例，比如模擬颱風引起的巨浪、預測赤潮的擴散範圍、以及評估冰川融化對海平麵上升的影響。這些案例的呈現，讓我看到瞭數值模型在解決現實世界海洋問題中的巨大價值。閱讀這本書，我不僅學習到瞭具體的建模技術，更重要的是，我培養瞭一種基於數據的、嚴謹的科學思維方式，能夠以一種全新的、數字化的語言去理解和探索神秘的海洋世界。
評分《海洋與其過程的數值模型》這本書，如同一扇通往數字海洋的大門，引導我進入瞭一個由算法和數據構建的神秘世界。我曾以為海洋是神秘且不可預測的，但這本書卻以一種近乎“解構”的方式，將其內在的運行規律一一展現。作者以其深厚的專業知識，將抽象的海洋物理過程，轉化為一係列嚴謹的數學方程。我印象深刻的是書中關於如何處理海洋中的非綫性現象，例如湍流和波浪破碎，這讓我看到瞭數值模型在處理復雜問題時的挑戰與智慧。書中對各種數值求解器的介紹，從最基礎的歐幾羅裏積分法，到更復雜的迭代和矩陣求解方法，都為讀者提供瞭豐富的選擇和深入的理解。我曾以為，隻要計算機夠強大，就能模擬齣完美的海洋，但這本書告訴我，算法的精妙和理論的紮實纔是關鍵。作者在書中分享瞭大量實際案例，比如模擬洋流的環流模式、預測海平麵上升的速度、以及評估海洋酸化對生態係統的影響。這些案例的呈現，讓我看到瞭數值模型在解決現實世界海洋問題中的巨大價值。閱讀這本書，我不僅學習到瞭具體的建模技術，更重要的是，我培養瞭一種基於數據的、嚴謹的科學思維方式，能夠以一種全新的、數字化的語言去理解和探索神秘的海洋世界。
評分初次接觸《海洋與其過程的數值模型》，我被它嚴謹的學術風格所吸引。這本書並非以感性的筆觸描繪海洋的壯麗，而是以冷峻的數學語言，解析海洋的內在運行機製。作者如同一個經驗豐富的“數字煉金師”，將紛繁復雜的海洋現象，提煉成一套套精密的計算模型。我尤其被書中關於如何將物理概念轉化為數學方程的詳細闡述所吸引，這讓我看到瞭科學研究從現象到本質的嚴謹過程。書中對各種數值方法的介紹，例如迎風格式、中心差分格式等，以及它們在求解對流方程時的錶現，都讓我對數值計算有瞭更深入的理解。我曾以為，海洋的復雜性是無法被量化的，但這本書讓我看到，通過精確的數學建模和強大的計算能力，我們可以逼近甚至超越人眼的觀察極限。作者在書中分享瞭大量實際案例，比如模擬海冰的運動、預測海嘯的傳播速度、以及評估海洋汙染物擴散的影響。這些案例的呈現，讓我看到瞭數值模型在解決現實世界海洋問題中的巨大價值。閱讀這本書，我不僅學習到瞭具體的建模技術，更重要的是，我培養瞭一種基於數據的、嚴謹的科學思維方式，能夠以一種全新的、數字化的語言去理解和探索神秘的海洋世界。
評分《海洋與其過程的數值模型》這本書，並非是那種輕鬆愉快的讀物，它更像是一次嚴謹的科學探險。從書名就可以預見，它將帶領讀者進入一個由數據和算法構建的海洋世界。作者以一種近乎“雕琢”的態度，將復雜的海洋現象分解成一係列可計算的數學錶達式。我被書中對於數值方法選擇的詳細論述所吸引，它讓我意識到，看似相同的海洋問題，不同的建模方法可能會帶來截然不同的結果。書中關於時間步長、空間分辨率如何影響模型穩定性和精度的討論，對我來說是全新的視角。我曾以為，隻要計算機足夠強大，就能模擬齣完美的海洋，但這本書告訴我，算法的精妙和理論的紮實纔是關鍵。作者在書中不僅講解瞭如何構建模型，更重要的是，他強調瞭模型驗證的重要性。那些將模型輸齣與實際觀測數據進行對比的章節，讓我看到瞭科學研究的嚴謹性和實事求是精神。無論是模擬颱風的強度和路徑，還是預測洋流的長期演變，這些數值模型都為我們提供瞭強大的工具。書中還涉及瞭如何處理海洋中的各種復雜物理過程，例如相變、化學反應、甚至是生物活動的影響。這些內容的探討，讓我看到瞭海洋建模的無限可能性和廣闊前景。這本書不僅是一份技術手冊，更是一本關於科學思維的指南，它教會我如何用一種係統化的、數字化的方式來思考和解決海洋領域的問題。
評分一本厚重的著作，扉頁上印著“海洋與其過程的數值模型”幾個大字，當它被我從書架上取下時，一股知識的厚重感便撲麵而來。翻開第一頁，我被引導進入瞭一個由冰冷數字和復雜方程構建的宏偉世界。我從未想過，看似平靜浩瀚的海洋，其背後竟蘊藏著如此精密且動態的數學肌理。作者以一種極為審慎且深入的態度，將那些難以捉摸的海流、風暴潮、甚至是微小的波浪拍打，都一一映射到計算機的虛擬空間中。我開始理解，那些屏幕上閃爍的、色彩斑斕的數據圖，並非僅僅是藝術化的錶達，而是對真實海洋物理過程的嚴謹模擬。每一條等值綫，每一次數值的跳躍，都仿佛是海洋心髒的每一次搏動。書中對於數值方法的選擇、離散化技術的討論，以及邊界條件的設定，都展現齣作者深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。我尤其被其中關於網格分辨率對模型精度影響的章節所吸引，它讓我意識到，即便是在最尖端的科學研究中，細節的微小之處也能決定成敗。作者並沒有止步於理論的陳述，而是通過大量的案例分析，展示瞭這些數值模型在實際海洋問題中的應用，比如預測海嘯的傳播路徑，模擬石油泄漏的擴散範圍，甚至是評估氣候變化對海洋生態係統的長期影響。這些應用場景的描繪，讓我對書中枯燥的公式和算法有瞭更直觀的感悟，也更加體會到這門學科的現實意義和價值。這本書像一位沉默的嚮導，引領著我探索海洋深處的奧秘，讓我從一個旁觀者，逐漸成為一個理解者，甚至是一個能夠與海洋對話的“數字潛水員”。它所展現齣的嚴謹邏輯和清晰思路，無疑是對任何渴望深入瞭解海洋動力學和計算科學的讀者的一份珍貴饋贈。
評分手捧《海洋與其過程的數值模型》，我感覺自己仿佛被帶入瞭一個由代碼和方程構築的宏偉“海洋宇宙”。這本書的魅力在於，它能夠將那些我們肉眼無法捕捉的海洋深處的運動，通過精密的計算和邏輯，一一呈現在眼前。作者以一種高度係統化的方式，剖析瞭構建海洋數值模型的每一個關鍵環節。我尤其被書中關於離散化技巧的闡述所吸引，它讓我理解瞭如何將連續的海洋空間，轉化為計算機能夠處理的離散網格，以及不同離散方法的優劣之處。這種從宏觀到微觀的剖析，讓我對海洋的動態過程有瞭更深層次的認識。書中對於各種數值求解器的介紹，從最基礎的隱式和顯式方法，到更高級的迭代算法，都為讀者提供瞭豐富的選擇和深入的理解。我曾以為，海洋的復雜性是無法用簡單的數學語言來概括的，但這本書卻用事實證明瞭，通過巧妙的數學設計和強大的計算能力，我們可以逼近甚至超越人眼的觀察極限。作者在書中分享瞭大量實際案例，比如模擬海嘯的傳播、預測汙染物的擴散、以及評估氣候變化對海洋生態的影響。這些生動的應用場景，讓我看到瞭數值模型在解決現實世界問題中的巨大價值。閱讀這本書，我不僅學習到瞭具體的建模技術，更重要的是，我培養瞭一種基於數據的、嚴謹的科學思維方式，能夠以一種全新的角度去理解和探索神秘的海洋世界。
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