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刘勇 著

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• 防波堤
• 水动力特性
• 开孔结构
• Jarlan型
• 海洋工程
• 海岸工程
• 数值模拟
• 博士论文
• 大连理工大学
• 刘勇

店铺： 博古通今图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568502535

商品编码：28770574208

包装：平装

出版时间：2016-03-01

基本信息

书名：Jarlan型开孔墙式防波堤的水动力特性研究(大连理工大学博士文库)

定价：45.00元

作者：刘勇

出版社：大连理工大学出版社

出版日期：2016-03-01

ISBN：9787568502535

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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刘勇*的《Jarlan型开孔墙式防波堤的水动力特性研究》对波浪作用下Jarlan型开孔墙式防波堤的水动力特性进行了比较深入、系统地分析研究。依次分析了正向规则波、不规则波、斜向波与开孔防波堤的相互作用，并在*后提出和研究了两种改良形式的开孔防波堤结构。在研究方法上，以理论分析、计算为主，以相应的物理模型试验作为验证，对开孔沉箱垂直力问题则采用有限元方法进行数值计算。在具体问题的分析中，强调实际工程应用，同时兼顾到理论层面上的探讨。

目录

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1 绪论
2 基本理论
2.1 理想流体运动控制方程
2.2 水波运动问题的边界条件
2.3 线性波问题
2.4 水波与多孔介质相互作用的基本模型
2.5 水波透过开孔薄板的匹配边界条件
3 开孔薄板孔隙影响系数的确定
3.1 研究方法介绍
3.2 阻力系数和惯性力系数的确定
3.2.1 阻力系数的确定
3.2.2 惯性力系数的确定
3.3 孔隙影响系数的确定
4 规则波与带填料局部开孔沉箱的相互作用
4.1 数学模型的建立与求解
4.1.1 波浪场的理论分析
4.1.2 基床内渗流场的数值计算
4.1.3 反射系数和波浪力计算
4.2 物理模型试验介绍
4.3 数学模型的验证
4.3.1 理论验证
4.3.2 试验验证
4.4 结果分析和讨论
4.4.1 反射系数影响因素的讨论
4.4.2 总波浪力和相位差影响因素的讨论
5 不规则波与带填料局部开孔沉箱的相互作用
5.1 数学模型的建立与求解
5.1.1 传递函数法
5.1.2 模拟总波浪力的时间历程线
5.2 数学模型的试验验证
5.2.1 不规则波试验介绍
5.2.2 反射系数验证
5.2.3 总波浪力和相位差验证
5.3 不规则波与规则波结果的比较
5.4 明基床上开孔沉箱反射系数求解的近似方法
6 斜向波与带横隔板局部开孔沉箱的相互作用
6.1 数学模型的建立与求解
6.1.1 控制方程和边界条件
6.1.2 解析分析
6.1.3 反射系数和波浪力计算
6.2 数学模型的验证
6.3 反射系数影响因素的讨论
6.4 波浪力影响因素的讨论
7 两种改良型的开孔墙式防波堤结构
7.1 结构提出的背景与目的
7.2 波浪与内部带水平多孔板全开孔墙式防波堤的相互作用(结构I)
7.2.1 数学模型的建立与求解
7.2.2 数学模型的验证
7.2.3 结果分析和讨论
7.3 波浪与内部带部分填料全开孔墙式防波堤的相互作用(结构Ⅱ)
7.3.1 数学模型的建立与求解
7.3.2 数学模型的验证
7.3.3 结果分析和讨论
7.4 不同开孔墙式防波堤结构的比较
附录多孔介质上水波运动复色散方程的求解方法
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《工程结构动力学前沿进展》 本书汇集了近年来在工程结构动力学领域取得的重大突破与创新研究成果。全书系统梳理了从基础理论构建到复杂工程应用的全过程，旨在为结构工程、土木工程、机械工程以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级学生提供一份全面、深入的参考资料。 第一章 结构动力学理论基础的再认识与拓展 本章首先对经典结构动力学理论进行了回顾与提炼，重点探讨了对线性与非线性振动系统分析方法的深入理解。传统的模态分析方法在处理高阻尼、复杂边界条件或材料非线性问题时展现出局限性，因此，本章引入了先进的模态识别技术，如频域分解法（FDD）和随机子空间辨识（SSI）在大型土木结构和复杂机械系统中的应用。 特别地，针对长期服役结构和极端荷载下的响应预测，本章深入探讨了结构阻尼的微观机理与宏观表征。详细分析了粘弹性阻尼、粘滞阻尼以及摩擦阻尼等不同耗能机制的数学建模，并提出了适用于海洋工程和高层建筑的综合阻尼理论模型。引入了基于能量耗散率的结构健康监测（SHM）新指标，以更准确地评估结构内部损伤的演化过程。 第二章 随机振动与极端荷载响应分析 海洋工程、风工程以及地震工程是结构动力学面临的主要挑战领域。本章聚焦于随机环境荷载的精确模拟与结构响应预测。 在风工程方面，详细阐述了非平稳随机风场的生成方法，包括基于经验模态分解（EMD）和高斯过程模型的改进，并将其应用于评估超高层建筑的气动弹性稳定性。本章特别关注了涡激振动（VIV）的非线性耦合效应，通过三维数值模拟，揭示了来流速度梯度、结构几何形状对VIV模态竞争的影响机制。 在地震工程方面，超出了传统的反应谱方法，深入探讨了基于人工波场模拟的时域分析。重点介绍了如何构造符合特定场址特性的多点输入地震动，以模拟深厚土层或复杂地基条件对地震波传播和结构响应的影响。此外，本章对近断层大变形地震动的脉冲特性进行了深入分析，提出了基于能量法的结构抗震设计修正参数。 第三章 结构非线性动力学与接触动力学 现代工程结构，如桥梁的支座、隔震装置、以及复杂机械连接部位，往往表现出显著的非线性特征。本章系统梳理了结构非线性动力学的数值求解策略。重点讨论了如HHT-α法、Newmark-β法在处理大变形和材料塑性时的精度与稳定性控制。 在材料本构关系方面，详细介绍了混凝土的损伤塑性模型、钢材的Bauschinger效应模拟，以及复合材料的层间脱粘动力响应。 更进一步，本章将研究的焦点拓展至结构间的接触动力学问题。针对高应力集中区域的分析，提出了基于接触检测算法的有限元接触建模技术，包括罚函数法、增广拉格朗日法在模拟复杂接触模式下的表现。这在分析轨道交通系统的轮轨接触疲劳、或大型构件装配过程中的动态冲击尤为关键。 第四章 结构健康监测（SHM）与主动控制技术 结构健康监测已从简单的传感器布置发展到数据驱动的智能诊断系统。本章集中讨论了基于先进传感网络的损伤识别技术。 首先，阐述了光纤光栅（FBG）传感器在分布式应变测量中的应用，并探讨了如何将这些海量数据融入到状态估计框架中，例如卡尔曼滤波器的扩展形式——无迹卡尔曼滤波（UKF）。本章核心内容是基于残差的损伤定位与量化算法，它依赖于系统动力学模型与实际监测数据的偏差，实现了损伤的早期、精准识别。 在主动控制方面，本章详细对比了半主动控制（Semi-Active Control, SAC）和全主动控制（Active Control, AC）的技术路线。重点介绍了基于最优控制理论的半主动控制策略，特别是针对可变阻尼器（如磁流变阻尼器MR Damper）和可变刚度装置（Variable Stiffness Device, VSD）的实时控制算法，如最优状态反馈控制和基于能量的自适应控制，以实现结构在复杂工况下的最优减振效果。 第五章 复杂系统动力学与耦合效应 当代工程结构往往是多物理场、多尺度耦合的复杂系统。本章关注于结构动力学与其他工程领域的交叉融合。 流固耦合（FSI）是本章的重点。不仅包括水动力学与结构动力学的耦合（如船舶、水工结构），还深入研究了气固耦合（ASI）在风致结构中的精细化建模。通过计算流体力学（CFD）与有限元法（FEM）的耦合求解，揭示了湍流边界层分离对结构疲劳寿命的深远影响。 此外，热力耦合与冲击动力学也被纳入讨论。针对极端火灾或高速撞击情景，本章探讨了材料热软化对结构动态响应的影响，并提出了基于非线性动力学分析的冲击防护设计规范建议。 结语 本书力求做到理论的深度、方法的先进性与工程的实用性相统一，为推动工程结构动力学从被动响应分析迈向主动智能调控提供坚实的理论和技术支撑。读者在阅读过程中，应着重理解各章节方法背后的物理意义和适用边界，从而更好地服务于未来复杂工程挑战的解决。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于工程实践的指导意义，是其价值的另一个重要体现。虽然学术研究常常被认为高高在上，但这本书中关于结构安全性和经济性评估的部分，却展现出了极强的落地性。作者没有停留在“能不能算出来”的层面，而是深入探讨了“算出来之后该怎么用”。比如，在讨论不同材料在特定冲击载荷下的长期耐久性预测时，文中给出的建议明显是基于大量的现场数据和反馈进行修正的，这使得结论不再是纯粹的理论推演，而是融合了实际工程经验的指导方针。我能想象，在进行实际的海岸工程设计时，工程师们会频繁地翻阅这本书，对照其中的图谱和建议标准，进行风险评估和方案优化。这种从基础理论到工程决策的无缝衔接，是检验一本水利工程类专著是否真正具有生命力的试金石，而这本书无疑通过了考验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象，封面那种深沉的蓝色调，配上简洁有力的标题字体，立刻就传达出一种严谨而专业的学术气息。拿到手里，纸张的质感也相当不错，厚实而富有韧性，即便是经常翻阅，也不容易出现折痕或者磨损的迹象。装订工艺看得出来是下了功夫的，书脊非常平整，无论是在书架上直立摆放，还是平铺在桌面上供查阅，都显得非常大气。内页的排版布局更是体现了编辑团队对细节的极致追求，图表和文字之间的留白处理得恰到好处，既保证了信息的密集度，又避免了视觉上的拥挤感，阅读起来非常舒适。尤其是那些复杂的工程示意图和数据曲线图，线条清晰锐利，即便是很小的标注也能看得清楚，这对于理解深奥的工程原理至关重要。总的来说，从物理接触到视觉体验，这本书的实体质量完全符合一本重量级学术专著应有的水准，让人感觉物有所值，非常适合需要长时间沉浸于阅读和参考的专业人士或学生收藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度，着实让我这个非专业出身的读者都感到震撼。虽然我无法完全理解其中涉及的所有流体力学和结构工程的复杂数学模型，但光是从作者组织论证的逻辑结构上，就能体会到其背后付出的巨大心血。绪论部分对于现有研究瓶颈的梳理，清晰地指出了研究的必要性和创新点所在，那种“前人所未及”的雄心壮志跃然纸上。接下来的章节，作者似乎采取了一种层层递进的构建方式，从基础的理论假设，到详细的数值模拟方法介绍，每一步都走得扎实而审慎。我尤其欣赏作者在讨论实验结果与理论预测偏差时所表现出的那种实事求是的态度，没有丝毫夸大或回避，而是坦诚地剖析了可能的影响因素，这种科学的诚实是任何优秀研究都不可或缺的品质。它不仅仅是一本技术报告，更像是一部关于如何进行严谨工程科学探索的教科书，对于培养系统性的研究思维非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一次对复杂系统建模思维的历练。我尝试着去追踪作者是如何将自然界中那样变幻莫测的波浪运动，通过一系列的简化、假设和参数设定，最终凝练成可计算的数学框架的。这中间涉及到的参数敏感性分析，尤其引人注目，作者似乎对每一个输入变量都进行了细致的考察，力求找出影响最终结果的关键驱动力。在处理边界条件和网格划分这些技术细节时，作者的描述异常详尽，这无疑为后续想要在此基础上进行二次开发或不同条件模拟的读者铺平了道路。它展现了一种将宏大目标分解为可操作、可验证的微小步骤的工程智慧。对于那些习惯于简单线性思维的人来说，这本书提供了一个绝佳的案例，展示了如何驾驭高维度的非线性问题，并最终提炼出具有工程指导意义的结论，这其中的思维转换过程，远比书本上的公式本身来得更有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构组织和语言风格，体现出一种独特的“大连理工”学派的沉稳与内敛。行文之中，极少有浮夸的辞藻或冗余的描述，每一个句子似乎都承载着明确的信息负载，语言精准到了近乎冷峻的地步。这种风格使得阅读的专注度非常高，你必须全神贯注才能跟上作者的思路，一旦分神，就可能错过关键的逻辑跳跃。虽然初期阅读会有些许挑战，因为它要求读者具备一定的专业背景知识储备，但一旦进入状态，就会感受到一种智力上的愉悦感——就像在破解一个精心设计的谜题。它不像某些科普读物那样试图降低门槛，而是选择坚守学术的制高点，这无疑提升了它在专业文献中的地位。对于真正想在防波堤设计领域深耕的人来说，这本书与其说是工具书，不如说是通往更高专业理解境界的一把钥匙，值得反复研读和细细品味其内在的逻辑美感。