Jarlan型開孔牆式防波堤的水動力特性研究(大連理工大學博士文庫) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉勇 著

圖書標籤:

• 防波堤
• 水動力特性
• 開孔結構
• Jarlan型
• 海洋工程
• 海岸工程
• 數值模擬
• 波浪力
• 結構力學
• 博士論文

店鋪： 妙語書言圖書專營店

齣版社： 大連理工大學齣版社

ISBN：9787568502535

商品編碼：28532280248

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：Jarlan型開孔牆式防波堤的水動力特性研究(大連理工大學博士文庫)

定價：45.00元

作者：劉勇

齣版社：大連理工大學齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787568502535

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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劉勇*的《Jarlan型開孔牆式防波堤的水動力特性研究》對波浪作用下Jarlan型開孔牆式防波堤的水動力特性進行瞭比較深入、係統地分析研究。依次分析瞭正嚮規則波、不規則波、斜嚮波與開孔防波堤的相互作用，並在*後提齣和研究瞭兩種改良形式的開孔防波堤結構。在研究方法上，以理論分析、計算為主，以相應的物理模型試驗作為驗證，對開孔沉箱垂直力問題則采用有限元方法進行數值計算。在具體問題的分析中，強調實際工程應用，同時兼顧到理論層麵上的探討。

目錄

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1 緒論
2 基本理論
2.1 理想流體運動控製方程
2.2 水波運動問題的邊界條件
2.3 綫性波問題
2.4 水波與多孔介質相互作用的基本模型
2.5 水波透過開孔薄闆的匹配邊界條件
3 開孔薄闆孔隙影響係數的確定
3.1 研究方法介紹
3.2 阻力係數和慣性力係數的確定
3.2.1 阻力係數的確定
3.2.2 慣性力係數的確定
3.3 孔隙影響係數的確定
4 規則波與帶填料局部開孔沉箱的相互作用
4.1 數學模型的建立與求解
4.1.1 波浪場的理論分析
4.1.2 基床內滲流場的數值計算
4.1.3 反射係數和波浪力計算
4.2 物理模型試驗介紹
4.3 數學模型的驗證
4.3.1 理論驗證
4.3.2 試驗驗證
4.4 結果分析和討論
4.4.1 反射係數影響因素的討論
4.4.2 總波浪力和相位差影響因素的討論
5 不規則波與帶填料局部開孔沉箱的相互作用
5.1 數學模型的建立與求解
5.1.1 傳遞函數法
5.1.2 模擬總波浪力的時間曆程綫
5.2 數學模型的試驗驗證
5.2.1 不規則波試驗介紹
5.2.2 反射係數驗證
5.2.3 總波浪力和相位差驗證
5.3 不規則波與規則波結果的比較
5.4 明基床上開孔沉箱反射係數求解的近似方法
6 斜嚮波與帶橫隔闆局部開孔沉箱的相互作用
6.1 數學模型的建立與求解
6.1.1 控製方程和邊界條件
6.1.2 解析分析
6.1.3 反射係數和波浪力計算
6.2 數學模型的驗證
6.3 反射係數影響因素的討論
6.4 波浪力影響因素的討論
7 兩種改良型的開孔牆式防波堤結構
7.1 結構提齣的背景與目的
7.2 波浪與內部帶水平多孔闆全開孔牆式防波堤的相互作用(結構I)
7.2.1 數學模型的建立與求解
7.2.2 數學模型的驗證
7.2.3 結果分析和討論
7.3 波浪與內部帶部分填料全開孔牆式防波堤的相互作用(結構Ⅱ)
7.3.1 數學模型的建立與求解
7.3.2 數學模型的驗證
7.3.3 結果分析和討論
7.4 不同開孔牆式防波堤結構的比較
附錄多孔介質上水波運動復色散方程的求解方法
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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水動力學基礎與工程應用：海洋工程結構物設計理論 圖書簡介 本書係統闡述瞭海洋工程領域中，特彆是與海岸防護結構物設計密切相關的流體力學與水動力學基礎理論，並深入探討瞭這些理論在實際工程應用，特彆是新型防波結構設計中的具體實施方法。全書內容聚焦於如何精確模擬和預測復雜海洋環境（如波浪、水流、泥沙運動）對各類水工建築物的作用效應，旨在為海洋工程結構物的優化設計、安全評估及長期服役性能預測提供堅實的理論支撐和實用的技術工具。 本書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在理論深度與工程實用性之間取得完美的平衡。全書內容分為四個核心部分：基礎理論、波浪作用機製、結構物響應分析以及數值模擬技術。 --- 第一部分：海洋水動力學基礎理論 本部分是全書的基石，旨在為後續的復雜問題分析奠定紮實的數學和物理基礎。重點關注不可壓縮粘性流體的基本方程及其在海洋環境下的簡化與應用。 1. 連續介質力學基礎： 迴顧瞭雷諾輸運定理、控製體分析方法，並詳細闡述瞭納維-斯托剋斯（Navier-Stokes, N-S）方程在描述水體運動中的核心地位。討論瞭理想流體假設（歐拉方程）在特定工程簡化中的適用性。 2. 波動理論基礎： 深入探討瞭水波的綫性理論（淺水波、深水波、中等水深波的運動學和動力學特徵）。詳細推導瞭 Airy 綫性波理論，並引入瞭非綫性波理論（如 Stokes 二階波、Cnoidal 波）來描述真實海況下的波浪場，特彆關注波浪的群速、相速以及能量傳播特性。 3. 邊界條件處理： 詳細討論瞭自由水麵（動、靜邊界條件）、運動結構物界麵（運動邊界條件）以及海底或岸坡處的無滑移條件（柔性邊界條件）的數學錶述與數值處理方法。這部分強調瞭如何將物理實際轉化為可解的數學模型。 --- 第二部分：海洋波浪與水流作用機製 本部分將理論知識應用於描述真實的海洋環境載荷，重點分析波浪與水流如何共同作用於結構物。 1. 淺水效應與波浪破碎： 分析瞭波浪在接近海岸或淺水結構物時發生的波高增大、波速減慢以及最終破碎（湧浪、爬升波）的物理過程。探討瞭各種波浪破碎判據，如陡度判據和深度判據的應用。 2. 結構物周圍的繞射與散射： 針對垂直或傾斜壁麵結構物，詳細分析瞭入射波如何繞過或被反射，形成瞭復雜的波場分布。引入瞭麥剋唐納（Macdonald）函數和格林函數來求解特定幾何形狀下的波場。 3. 聯閤水流對波浪的影響（波流相互作用）： 深入研究瞭恒定或變化的洋流（如潮汐流）對入射波傳播路徑、波速和波高的影響。討論瞭流場對波浪能量和動量通量的重新分配機製，這對於設計位於強流區域的樁基或平颱至關重要。 4. 泥沙運動與衝刷分析： 探討瞭波浪和水流共同驅動下的泥沙起動、輸運和沉積過程。重點介紹瞭泥沙運動的經驗公式（如 Meyer-Peter, Bijker 公式）以及基於流體力學的衝刷深度預測模型，為結構物基礎設計提供依據。 --- 第三部分：水工結構物的動力響應分析 本部分將前述的水動力載荷與結構動力學理論相結閤，分析結構物在波浪作用下的受力與響應。 1. 瞬態載荷計算理論： 詳細介紹瞭計算結構物所受瞬時水動力載荷的方法，包括流體動量變化項、壓力梯度項以及拖曳力和升力項的計算。討論瞭 Morison 公式在細長結構物（如樁基、係泊柱）上的適用性及其局限性。 2. 附加質量與阻尼效應： 針對浸沒或部分浸沒的結構物，重點分析瞭流體與結構物耦閤運動産生的附加質量（Added Mass）和阻尼（Radiation Damping）效應。提供瞭不同截麵形狀下附加質量係數的經驗數據和計算方法。 3. 結構物振動與穩定性： 闡述瞭結構物在周期性水動力激勵下的綫性、非綫性振動響應。討論瞭在極端波浪作用下，結構物可能發生的失穩現象，如傾覆、滑動和整體破壞的判據分析。 4. 波浪力下的疲勞損傷評估： 結閤長期海況統計數據（如 Weibull 分布），介紹瞭隨機波浪載荷下的疲勞壽命評估方法，包括 S-N 麯綫的使用和 Miner 準則的應用。 --- 第四部分：數值模擬技術與工程實踐 本部分側重於將理論方法轉化為可操作的計算工具，並結閤現代工程實踐案例進行討論。 1. 勢流理論的數值實現： 詳細介紹瞭邊界元法（BEM）在求解繞射和輻射問題中的原理和優勢，特彆是在處理無限域問題時的效率。 2. 計算流體力學（CFD）方法： 深入講解瞭有限體積法（FVM）在求解 N-S 方程中的應用，重點討論瞭處理自由液麵的技術，如 VOF（Volume of Fluid）法和 Level Set 法。分析瞭 CFD 在精確捕捉流體粘性效應和流緻振動（Vortex Induced Vibration, VIV）方麵的能力。 3. 結構-流體相互作用（FSI）建模： 探討瞭流體載荷與結構變形之間的雙嚮耦閤分析方法。討論瞭流體單元與結構單元的網格匹配技術，以及如何實現流體力和結構反作用力的實時迭代。 4. 工程案例分析與規範解讀： 通過具體的水工結構物設計案例（如碼頭、防波堤、海上平颱），演示如何綜閤運用上述理論和數值工具來驗證設計方案的安全性與經濟性。最後，結閤國際通用的水工結構設計規範（如歐標/美標），討論瞭在實際工程設計中應遵循的關鍵參數和安全裕度要求。 總結： 本書內容全麵覆蓋瞭從基礎流體力學到高級數值模擬方法在海洋工程結構設計中的應用鏈條，旨在培養讀者對海洋水動力現象的深刻理解和解決復雜工程問題的能力。它既可作為海洋工程、土木工程專業高年級本科生及研究生的專業教材，也是海洋工程設計、研究和管理人員的重要參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，老實說，非常“學術化”，充滿瞭高度專業化的術語和嚴謹的句式，這對於初學者來說可能構成一定的閱讀障礙。但反過來看，正是這種不妥協的專業性，保證瞭其學術的純粹性。我體會到作者在撰寫過程中，極力避免使用模糊的描述性語言，而是傾嚮於用精確的量詞和嚴密的邏輯鏈條來構建每一個論點。例如，在討論波能衰減係數時，作者似乎對不同水深和入射角條件下的變化趨勢進行瞭細緻的分類討論，而不是簡單地給齣一個平均值。這種對邊界條件的極端重視，體現瞭作者對工程應用場景的深刻理解——因為在現實世界中，環境條件永遠不會是恒定的。因此，這本書更適閤有一定基礎、追求深入理解和精確建模的讀者群體，它要求讀者必須全身心投入到與作者共同完成這次思維探險中去。

評分☆☆☆☆☆

最讓我印象深刻的是，這本書似乎不滿足於僅僅停留在理論推導或單一尺度的實驗驗證上，而是嘗試建立一個跨越尺度和方法的綜閤性研究體係。我推測，這本書很可能包含瞭從基礎的二維淺水波理論齣發，逐步過渡到三維非綫性波場模擬，再到現場原型觀測數據的比對和修正的完整流程。這種多尺度的交叉驗證，極大地增強瞭研究結論的可靠性和普適性。它不像許多博士論文那樣，可能側重於某一個單一的創新點，而是展現瞭一種係統工程的思維方式，即如何將理論、數值模擬和物理實驗有機地融閤起來，以解決一個復雜的工程問題。這種全景式的研究視角，不僅對本領域的研究有指導意義，對於其他交叉學科的研究者，例如海洋工程力學或水文地質學領域的人員，也能從中汲取到很多關於如何進行嚴謹、多維度研究方法的寶貴經驗。

評分☆☆☆☆☆

我嘗試著去理解這本書所探討的核心問題——復雜結構對水動力影響的精確量化，這本身就是一個極具挑戰性的工程領域。我關注到作者似乎用瞭非常宏大的視角來構建整個研究框架，它不僅僅是羅列實驗數據，更像是構建瞭一個理論模型與實際觀測相印證的完整閉環。從引言部分就能感受到作者對現有研究成果的深入剖析，對於現有模型的局限性指齣瞭尖銳的批評，這種批判性思維是高水平學術著作的標誌。我個人對那些關於湍流結構演變和能量耗散機製的探討尤其感興趣，雖然部分數學推導過程略顯晦澀，但那種層層遞進、邏輯嚴密的論證過程，讓人不得不佩服其深厚的數理功底。這本書似乎更偏嚮於提供一套解決特定工程難題的“工具箱”，而非僅僅是描述一個現象，這使得它的應用價值非常高，讓人期待能在實際工程項目中找到它的影子。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計很有特色，封麵采用瞭深藍色調，配以簡約的白色字體，給人一種沉穩而專業的印象。拿到手裏，厚重感十足，紙張的質量也相當不錯，印刷清晰，圖錶排版也很考究，看得齣齣版社在製作工藝上是下足瞭功夫的。特彆是那些復雜的結構示意圖和波浪模型圖，綫條流暢，細節處理得非常到位，即便是非專業人士也能感受到其中蘊含的嚴謹態度。這樣的實體書，放在書架上本身就是一種品質的象徵，很適閤需要長期參考和精讀的讀者。我特彆喜歡它采用的騎馬釘裝訂方式，雖然是博士文庫，但翻閱起來卻非常順滑，不必擔心書頁捲麯或脫落的問題，這一點細節上的關懷，對於科研工作者來說非常重要。總的來說，從物理層麵上講，這本書的呈現質量無疑是頂級的，完全匹配其內容的學術價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注海岸工程領域動態的業內人士，我發現這本書對於“開孔牆”這一特定結構類型的關注點非常精準。在現有的防波堤研究中，很多文獻往往集中於傳統的規則結構，而對於這種具有特殊幾何形態的結構，其水動力響應的復雜性往往被簡化處理。這本書似乎填補瞭這一空白，它沒有迴避這些復雜性，反而將其作為研究的核心。我注意到作者可能采用瞭先進的數值模擬技術，例如高分辨率的CFD模擬，來捕捉那些在傳統解析模型中容易被忽略的局部高剪切區和渦鏇脫落現象。這種對細節的執著追求，使得其結論比許多基於簡化假設的報告更具說服力。對於那些需要在復雜海洋環境中設計和優化類似結構的設計師來說，這本書無疑是一份極其寶貴的參考資料，它提供的洞察力是其他通用教材無法比擬的。