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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
• 博士论文
• 大连理工大学
• 结构工程

店铺： 玄岩璞图书专营店

出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568502535

商品编码：29943135868

包装：平装

出版时间：2016-03-01

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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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作者介绍

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文摘

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序言

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《海洋工程结构物基础研究：新型防波堤与海岸防护技术进展》 图书简介 本书全面聚焦于现代海洋工程领域中至关重要的防波堤与海岸防护结构物的研发与应用，深入探讨了现有技术的局限性，并系统介绍了近年来在理论模型、新型结构设计、水动力学行为分析以及环境影响评估等方面取得的前沿性研究成果。全书内容旨在为海洋工程、水利工程、海岸带资源管理等领域的科研人员、设计工程师及高年级学生提供一份详尽、深入且具有实践指导意义的参考资料。 第一部分：海洋工程背景与挑战 第一章：海岸工程面临的挑战与发展趋势 本章首先概述了全球海岸带面临的严峻环境问题，包括海平面上升、极端天气事件频率增加以及人类活动对海岸线的影响。详细分析了传统防波堤结构（如重力式、板式、钻孔式等）在应对日益复杂的海况——特别是高波能、波浪破碎与反射、以及复杂底床条件下的性能瓶颈。重点阐述了对高效能、低维护、环境友好型新型结构的需求，这是推动本研究领域持续创新的核心驱动力。 第二章：防波堤水动力学基础回顾 本章系统回顾了研究防波堤水动力学特性的经典理论框架，包括线性波浪理论（如 Airy 理论、斯科特-弗朗西斯理论）和非线性波浪理论（如 Stokes 理论、洪流理论）。重点讨论了波浪作用下的压力分布、动水压力计算方法、以及波浪能量的耗散与反射机制。通过对历史文献的梳理，指出了传统模型在模拟复杂结构（如多孔结构、底部开孔结构）的内部流场、绕射效应及透射波特性时的局限性，为后续新型结构的深入研究奠定了理论基础。 第二部分：新型防波堤结构设计与水动力特性分析 第三章：多孔结构与透射波控制技术 本部分是本书的核心内容之一，专注于对具有内部空腔或底部开孔设计的防波堤结构进行深入剖析。详细介绍了多孔结构的设计原理，即如何通过控制孔隙率、孔道几何形状及连通性来调控波浪的透射系数和反射系数。章节中引入了适用于描述孔隙内复杂流动的达西定律扩展模型、修正的 Brinkman 方程以及基于能量耗散的等效阻尼系数模型。通过数值模拟和现场试验数据对比，量化了不同孔隙配置对波浪能量吸收效率的影响。 第四章：新型结构的水动力载荷与稳定性评估 本章着重于新型防波堤结构在实际海况下的受力分析。内容涵盖了瞬时动水压力、静水压力叠加效应、以及由于波浪破碎和气穴现象引起的脉冲压力。详细阐述了基于频域与时域分析方法的载荷计算流程，并介绍了近年来发展起来的基于计算流体力学（CFD）的耦合模型，用于精确捕捉结构与流体之间的复杂相互作用（FSI）。稳定性评估部分，除了传统的抗倾覆、抗滑动校核外，还引入了基于概率极限状态设计方法的风险评估框架，考虑了结构材料性能衰减和极端海况发生的联合概率。 第五章：结构-地基相互作用的数值模拟 在探讨防波堤水动力学特性的过程中，地基条件的影响不可忽视。本章详细介绍了耦合结构动力学与土体动力学（SBD）的数值分析方法，特别是有限元法（FEM）和离散元法（DEM）在模拟结构沉降、不均匀固结及液化风险下的响应。重点讨论了如何构建准确的地基本构模型（如修正的 Cam-clay 模型或基于应力路径的模型），以及如何将波浪荷载准确传递至结构基础界面，从而全面评估结构在长期服役期间的地基稳定性与整体变形趋势。 第三部分：先进分析工具与工程应用 第六章：基于高精度数值模拟的流场可视化与优化 本章详细介绍了利用先进的计算流体力学（CFD）技术，特别是动网格技术和VOF（Volume of Fluid）方法，对防波堤周围的复杂流场进行高精度模拟的流程。通过三维瞬态模拟，可以清晰地可视化波浪绕射、破碎区内的气水两相流体运动、以及结构内部流速的梯度分布。章节提供了优化设计参数（如迎水坡角、开孔尺寸与位置）以最小化反射波和优化能量耗散的实用案例分析，展示了CFD在结构优化设计中的强大潜力。 第七章：原位试验与结构健康监测（SHM）技术 理论和数值模拟的有效性最终需要通过现场试验来验证。本章系统介绍了用于新型防波堤结构水动力特性验证的原位试验方法，包括波浪能谱测量、结构响应传感器（如应变计、加速度计）的布设与数据采集。此外，还重点介绍了将结构健康监测（SHM）技术应用于新型防波堤的长期性能评估。讨论了光纤传感技术、水下声学定位技术在实时监测结构完整性、应力集中点以及局部冲刷情况中的应用，为结构的全生命周期管理提供了技术支撑。 第八章：环境影响评估与可持续性设计 现代海洋工程结构的设计必须兼顾功能性和环境友好性。本章探讨了新型防波堤结构对周边海洋环境的影响，包括对泥沙输运、水质交换、以及海洋生物栖息地的改变。分析了如何通过设计优化（如选择合适的材料、增加底部连通性）来减轻负面环境效应。最后，本章提出了面向可持续发展的防波堤设计原则，强调材料的再生性、结构的模块化与可拆卸性，推动海洋工程向绿色化方向发展。 结语 本书汇集了多学科的交叉研究成果，不仅深化了对新型防波堤水动力学行为的理解，也为未来海岸工程的创新性设计提供了坚实的理论和技术储备。我们期待本书能激发更多研究者投身于海洋工程结构安全与高效能化的探索之中。

评分☆☆☆☆☆

这本封面设计简洁，装帧看起来很扎实，让人感觉这是一本非常专业且有分量的学术著作。光是书名那几个关键词“开孔墙式防波堤”、“水动力特性”就足以吸引对海岸工程领域有兴趣的读者。我记得我第一次翻开这本书的时候，就被里面那种严谨的学术氛围所感染。作者在绪论部分对现有研究的梳理非常到位，清晰地指出了当前研究的空白点和本书试图解决的核心问题。特别是对于模型试验的设计和数值模拟方法的选择，论述得极其详尽，每一步骤的逻辑关系都清晰可见，让人不得不佩服作者在基础研究上的深厚功底。书中大量的图表和数据分析，虽然初看起来有些晦涩，但一旦深入进去，就能感受到数据背后的科学规律。这本书无疑是为那些真正想在防波堤设计和海洋工程领域有所建树的工程师和研究生准备的，它不仅仅是介绍一种结构形式，更是在探讨如何用最科学的方法去理解和预测其在复杂海况下的响应机制。阅读的过程，与其说是吸收知识，不如说是一次与顶尖专家思维模式的深度交流。

评分☆☆☆☆☆

这是一本需要时间去“泡”的书。它不是那种读完一章就能立刻拿去套用结论的速成手册，而更像是一套严谨的学术方法论的展现。作者在阐述每一种水动力学参数（如能量耗散率、弯曲应力响应等）时，都会先追溯其背后的物理机制，然后才引入复杂的数学表述，这种由浅入深、层层递进的叙事结构，非常有利于读者构建起扎实的知识体系。我个人认为，这本书在对“非线性”水动力效应的捕捉上尤为出色，特别是在描述高波高下结构与波浪之间的强耦合作用时，其分析的细致程度令人印象深刻。对于想在海洋工程结构领域深耕的专业人士来说，这本书提供了一个极具参考价值的标杆——如何以最严谨的学术态度去解析一个经典的工程结构，并将其水动力学行为阐释得淋漓尽致。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量非常可靠，这对于一本包含大量复杂数学公式和工程图示的专业书籍来说至关重要。任何一个细节上的错误都可能导致整个计算过程的误解，幸运的是，这本著作在这方面做得无可挑剔。我尤其关注了作者在验证其提出的新型计算模型时所引用的对比数据，无论是与经典的浅水波理论，还是与其他国际上公认的试验结果相比，其吻合度都令人信服。这表明作者在理论建模和数值求解上都达到了非常高的水平。这本书的贡献在于，它不仅解决了现有模型在处理“开孔”这一复杂几何特征时的局限性，还为未来更复杂多孔结构的研究奠定了坚实的数值基础。阅读后，我开始重新审视过去一些处理防波堤消能效率的经验性判断，发现许多地方需要用更精细的水动力学视角去重新审视和修正。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版对于国内海岸工程界无疑是一份宝贵的财富。它的价值不在于介绍了某种“新奇”的结构，而在于对一个成熟结构——Jarlan型开孔墙式防波堤——进行了系统、深入且多维度的水动力学剖析。印象最深的是其对结构内部空腔共振效应的探讨，作者通过高精度测量技术捕捉到了那些传统经验公式难以描述的细微流动现象，并将这些发现与宏观的结构受力性能紧密联系起来。这种从微观到宏观的完整闭环论证，极大地提升了我们对这类结构稳定性的理解。我个人认为，这本书最适合作为高年级本科生或研究生进行毕业设计选题时的理论参考。它提供了一个完美的范例，展示了如何将理论物理、计算流体力学与实际工程问题进行有效结合，并最终形成一份逻辑严密、论据充分的科研成果。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到手的时候，我对这本书的期待值其实是比较高的，毕竟是博士文库出品，代表着一个阶段性研究的最高水平。然而，真正阅读后，我发现这本书的深度远超我的想象，它更像是一份极度细致的工程报告，而非面向大众普及的科普读物。书中对于流体力学、泥沙运动以及结构反馈机制的耦合分析，简直是教科书级别的范例。我特别欣赏作者在讨论不同迎角或波高条件下的波浪反射和透射系数时，所采用的详尽的无量纲化处理，这使得研究成果具有极强的普适性和推广价值。虽然对于非专业人士来说，某些章节需要反复研读才能完全消化，但这恰恰是优秀学术著作的魅力所在——它要求读者投入时间去‘琢磨’，而不是囫囵吞枣。这本书放在我的案头，时不时翻阅一下，总能从中找到新的启发点，尤其是在思考如何优化现有防波堤结构以应对日益严峻的极端天气挑战时，书中的一些分析角度提供了全新的思路。