Jarlan型开孔墙式防波堤的水动力特性研究 刘勇 9787568502535 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘勇 著

图书标签:

• 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
• 实验研究
• 结构力学
• 水工结构

店铺： 智博天恒图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568502535

商品编码：29453635337

包装：平装

出版时间：2016-03-01

图书基本信息
图书名称	Jarlan型开孔墙式防波堤的水动力特性研究
作者	刘勇
定价	45.00元
出版社	大连理工大学出版社
ISBN	9787568502535
出版日期	2016-03-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

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。

作者简介

目录

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文摘

序言

书籍名称： 复杂海域水动力环境数值模拟与工程应用 作者： 王建明 出版社： 海洋科学出版社 ISBN： 9787518089213 --- 内容简介 本书系统深入地探讨了复杂海域水动力环境的数值模拟方法及其在海岸工程、海洋资源开发和环境影响评估中的实际应用。随着全球海洋工程活动的日益频繁和对海洋环境可持续性要求的提高，精确、高效地预测和分析海浪、潮流、水位等水动力要素的变化规律，已成为现代海洋工程设计与管理的关键环节。本书旨在为海洋工程技术人员、水利工程师、环境科学家以及相关领域的研究人员提供一套全面的理论框架、先进的数值工具和详实的工程案例。 第一部分：复杂水动力环境基础理论 本部分首先回顾了流体力学和波浪理论的基本原理，重点梳理了适用于复杂海岸带的浅水波、非线性波和破碎波的数学描述。 第一章：浅水波与非线性波理论 深入探讨了水深对波浪运动的影响，包括线性和非线性浅水波理论的推导和适用范围。详细分析了Stokes、Cnoidal以及Soliton等非线性波理论，强调了它们在描述近岸区波浪变形和破碎过程中的重要性。此外，对波浪频谱理论进行了详尽阐述，介绍了FFT（快速傅里叶变换）在波浪数据分析中的应用，为后续的数值模拟提供了必要的理论基础。 第二章：潮流与环流场动力学 本章聚焦于潮汐、风场驱动下的海洋环流模拟。引入了浅水方程组（圣维南方程）的推导过程，包括摩擦项和科氏力的处理。重点讨论了复杂地形（如海湾、河口三角洲）对潮流流场结构的影响，并结合观测数据对模型结果进行了验证，为理解近岸水动力过程提供了坚实的动力学基础。 第三章：波浪与流场相互作用理论 这是连接波浪和环流模拟的关键章节。阐述了波浪对平均流场（Radiation Stress，辐射应力）的贡献，以及平均流场对波浪传播的影响。详细介绍了Boussinesq方程组在模拟波浪与潜堤、礁石等障碍物相互作用中的优势和局限性，为工程结构设计中的绕射和反射效应分析奠定了理论基础。 第二部分：先进数值模拟方法 本部分详细介绍了几种主流的、适用于复杂海域水动力模拟的数值计算方法，并着重于模型的构建、求解和验证技术。 第四章：基于有限差分法的（FDM）模型构建 着重讲解了基于FDM的二维和三维水动力模型（如ADCIRC、Delft3D-FLOW的前身模型）的网格生成、时间步进方案（如显式、隐式和交错网格技术）的选择与优化。重点分析了如何通过加密网格技术来精确捕捉中小尺度的局部水动力特征，如入海口或人工结构附近的回流区。 第五章：基于有限体积法（FVM）的高精度模拟 详细介绍了FVM在处理守恒型方程（如浅水方程）时的优势。讨论了高分辨率格式，如TVD（Total Variation Diminishing）格式、ENO/WENO格式在抑制数值耗散和捕捉激波（如孤立波或突变水流）方面的应用。结合实际算例，演示了如何通过控制通量计算方案（如Rusanov格式、HLL格式）来提高模型对复杂边界条件的适应性。 第六章：耦合波浪模型（如SWAN/Boussinesq模型） 本章专门探讨了波浪场模拟技术。首先介绍了SWAN（Simulating WAves nearshore）模型的理论基础，包括波能输运方程、风生、耗散、非线性相互作用等参数的设置。随后，对比了Boussinesq类模型（如FUNWAVE）在处理极端非线性波浪（如浅水破碎、波浪爬高）时的优势，并讨论了如何将它们与环流模型进行双向或单向耦合，以实现全水动力过程的协同模拟。 第三部分：工程应用与案例分析 本部分将理论与实践相结合，展示了复杂水动力模拟在实际海洋工程项目中的关键作用。 第七章：港口与航道工程的水流泥沙响应 以某深水港口的可行性研究为例，展示了如何利用高精度数值模型模拟疏浚作业和防洪工程对港池水动力环境的长期影响。详细阐述了水流-泥沙输运耦合模型的建立流程，包括泥沙起动、输运和沉积过程的参数化处理。重点分析了模型结果在确定航道维护疏浚量、优化防沙构筑物设计中的指导意义。 第八章：海岸防护结构的动力响应评估 探讨了在极端风暴潮和巨浪作用下，海堤、离岸堤和防波堤的受力分析。引入了基于ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）或VOF（Volume of Fluid）等先进网格技术的三维瞬态模拟方法，用于精确捕捉波浪冲击压力（Impact Pressure）的峰值及其时程特性。书中通过对比不同结构形式（如直立式、斜坡式）在同一波浪条件下的水动力载荷，为结构安全系数的确定提供了科学依据。 第九章：海洋新能源开发与环境影响 本章关注海上风电基础结构、波浪能/潮汐能发电装置周围的水动力环境。分析了湍流强度和水流剪切力对基础冲刷（Scour）的影响机制，并介绍了如何利用模型预估冲刷深度和速率。此外，还讨论了大型海上结构物对近岸环流、温盐结构以及生态系统（如溶解氧和营养物质输运）的潜在影响评估方法。 第十章：极端海况预报与风险管理 本书最后一部分聚焦于实时或近实时的水动力预报系统构建。介绍了同化技术（如卡尔曼滤波）在修正模型初始条件和边界条件中的应用，以提高短期预报精度。结合历史台风或极端潮汐事件，展示了如何利用模型进行“What-if”分析，评估不同防灾措施的有效性，为海洋灾害预警和应急管理提供技术支持。 总结 本书内容丰富，理论深度与工程实用性兼具，图表和算例详尽，是海洋工程、水利学、环境科学领域专业人士不可多得的参考书。它不仅提供了理解复杂水动力现象的工具，更指导读者如何利用这些工具解决实际工程难题，促进海洋资源的可持续开发和利用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的潜在读者群体一定非常聚焦，主要面向海洋工程、水利工程领域的专业人士和高年级学生。我希望它在理论深度上是扎实的，但又不失工程实践的可读性。想象一下，当我们面对一个复杂的海湾环境，需要快速评估不同防波堤型式的可行性时，这本书提供的分析框架和快速估算方法就显得尤为宝贵。我特别期待书中能够提供一个清晰的“设计流程图”或者“决策树”，指导使用者根据水域的波浪气候、地质条件、以及功能要求，一步步确定最优的开孔比例和墙体倾角。如果书中还能涵盖一些关于结构监测和健康评估的章节，阐述如何利用传感器网络来实时验证实际水动力载荷与理论预测的吻合度，那就完美了。毕竟，理论模型必须经过现场数据的检验才能真正站得住脚。这本书如果能成为连接实验室理论与海边实际工程的一座坚实桥梁，那它的价值就不可估量了。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的摘要（虽然我手头没有原书内容，但我根据书名推测），我立刻想到了我们在进行海岸带开发规划时，经常遇到的两难境地：如何平衡工程造价与结构性能的优化。这本关于“Jarlan型”结构的专著，应该能为我们提供一个评估这种特定结构优越性的独特视角。我最期待看到的是，作者如何量化这种开孔墙体在不同水深和波浪周期下的效率指标，比如能量耗散系数，以及它与传统重力式或斜坡式防波堤相比，在同等防护标准下的经济性分析。如果书中包含了对材料选择、施工工艺的探讨就更好了，因为理论上的完美设计如果无法在现场经济高效地实现，那也是空谈。我个人对结构动力响应中的非线性效应很感兴趣，特别是当波高接近或超过结构设计极限时，开孔处可能出现的射流现象和空化风险，这些极端工况下的行为模式，往往是教科书上缺乏深入讨论的部分。这本书若能提供这方面的深入洞察，无疑将大大提升其作为前沿研究成果的价值。

评分☆☆☆☆☆

从一个对船舶运动和港口水流环境比较熟悉的角度来看，我更关注的是该结构对周边水域流场的影响。Jarlan型结构独特的渗透和反射特性，必然会对进出港口的船舶航行产生影响。这本书如果能从流体力学角度，量化出在不同开孔率下，防波堤后方的水域紊流强度、回流区的大小，以及这些因素对靠泊操作窗口的影响，那将是非常有价值的补充信息。这种间接效应的研究，往往是单独关注结构本身所忽略的。我希望书中能够利用三维数值模型，展示波浪穿过结构后的能量分布和动量传递情况，特别是与周围水体交换的效率。这不仅关系到防波堤本身的稳定性，也直接影响到港池内的泥沙淤积速率和水质交换。如果作者能提供一个全面的评估工具箱，能够综合考虑结构受力、造价、以及对周边环境的次生影响，那么这本书就具备了成为跨学科参考书的潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就充满了技术深度，让人不禁好奇在实际工程应用中会遇到哪些挑战。我特别关注那些在复杂海况下，结构几何形状对水动力响应影响的细节描述。比如，那种开孔设计，究竟是如何巧妙地消减波浪能量，同时又保证结构足够的稳定性和抗冲刷能力？作者在这方面是否提供了详尽的数值模拟结果或者现场观测数据来佐证其理论模型的可靠性？对于工程师而言，最关键的就是如何将这些理论转化为可操作的设计规范。我希望书中能有大量的图表和案例分析，清晰地展示不同开孔率、不同墙体厚度在极端波浪载荷下的受力特点和疲劳寿命预测。特别是对于那些靠近港口或航道入口的关键基础设施，精确的水动力分析是保障其长期服役安全的基础。这本书如果能深入探讨现有设计方法的局限性，并提出基于更先进流体力学理论的改进方案，那它就不仅仅是一本学术专著，更是工程实践的指南。我期望它能解答关于结构局部水流加速和反射波对泥沙输运影响的疑问，这些都是防波堤设计中常常被忽视却至关重要的细节。

评分☆☆☆☆☆

对于一个致力于研究海洋工程结构耐久性的研究人员来说，这本书的题目立刻抓住了我的注意力。“水动力特性研究”是基础，但“Jarlan型”这个特定结构赋予了它实际的应用背景。我关注的焦点在于长期性能评估，尤其是结构与海洋环境的相互作用。比如，开孔设计是否会加速结构内部的渗透流，从而增加桩基或基础的冲刷风险？或者，开孔的流场再循环效应是否会对结构自身的振动模式产生抑制或增强作用？我希望书中不仅停留在静水力或单次波浪作用的分析，而是能深入到风浪流耦合作用下的长期疲劳分析。如果作者能够结合计算流体力学（CFD）的先进方法，对水流通过孔洞时产生的复杂涡流结构进行高分辨率模拟，并能清晰地展示这些微观尺度的流动特征如何累积成宏观尺度的结构损伤，那这本书的学术贡献将是巨大的。此外，如果能探讨环境荷载变化（如海平面上升）对这种特定结构优化设计参数的影响，那就更贴近当前气候变化的研究前沿了。