海岸工程计算水力学

第1章潮波数值模拟

1.1概述

1.2潮波模型

1.3数值方法

1.3.1差分离散截断误差分析.....1.3.2潮波方程的差分格式....1.3.3定解条件....

1.4模型应用

第2章潮流数值模拟............

2.1概述.....

2.2潮流模型

2.2.1水流控制方程...

2.2.2紊流模型，

2.2.3边界条件...

2.2.4状态方程...

2.2.5柯氏力和潮汐势...

2.3数值方法

2.3.1求解思路.....

2.3.2变量定义.......

2.3.3控制方程离散・

2.3.4垂向流速..

2.3.5热盐方程求解，

2.3.6动边界处理..

2.4模型应用

第3章污染物输运模拟....

3.1概述..

3.2可溶态污染物数学模型

3.3可溶态污染物模型数值方法

3.3.1对流项处理数值方法

3.3.2各向异性扩散项处理方法，

3.4模型验证及应用

3.4.1旋转流场中的对流

3.4.2均匀流场内的对流-各向异性扩散问题

3.4.3工程应用

3.5非可溶态污染物数学模型

3.5.1输移过程

3.5.2风化过程

3.6非可溶态污染物数学模型数学方法

3.6.1虚拟栅格法

3.6.2寻址优化法

第4章近岸水域波浪传播变形数值模拟

4.1概述

4.2缓坡方程

4.2.1缓坡方程的修正和改进

4.2.2缓坡方程简化与近似

3时间型缓坡方程数值模型

4.3.1控制方程

4.3.2物理过程处理

4.3.3边界条件

4.3.4数值离散格式

4.4模型验证与应用

4.4.1均匀水深水域内波浪的传播

4.4.2波浪的全反射与部分反射

4.4.3均匀水深水域二维波浪的传播

4.4.4半无限防波堤附近波浪的传播

4.4.5斜坡和椭圆型浅滩组合地形上波浪的传播

4.4.6单色波的Bragg反射

4.4.7离岸堤附近波浪的传播

4.4.8港域波浪的传播

4.4.9狭长矩形港湾的波浪共振

第5章小尺度涌潮数值模拟

5.1概述

5.2 SPH方法与经典SPH水动力学模型

……

第8章台风浪数值模拟

8.1概述

8.2波作用量守恒方程数值模型

8.2.1波作用量守恒方程

8.2.2物理过程的处理

8.2.3差分格式

8.3热带气旋海面气压场及风场模型

8.3.1台风气压场和风场的参数化模型

8.3.2台风风场的构造方案

8.3.3风场模式的验证及应用，

8.4台风浪数值模型检验与应用

8.4.1台风浪数值模型检验——0601号“珍珠”

8.4.2台风浪数值模型应用——0707“帕布”和0814“黑格比”

第9章滨海地表水与地下水耦合模拟

9.1概述

9.2数学模型

9.2.1地表水控制方程

9.2.2地下水控制方程

9.2.3三维地表水与地下水方程统一方程

9.2.4扩展型浅水方程形式的建立

9.3数值方法

9.3.1离散方法

9.3.2交界面的处理

9.4模型应用

针对港航专业的计算水力学课程还没有适合的教材，所采用的教材偏重于内河航道水力学数值模拟技术，针对海岸及海洋工程的水力学计算方法没有系统的闺述，现有教材缺乏专业的针对性。特别是河口及海岸带水沙运动过程、滨海地区的水体污染模拟、海浪与结构物相互作用等数值模拟技术，原来教材中都没有提及，非常不利于港航专业学生对河口海岸带水动力过程的认识和掌握。本教材的编写有助于学生掌握河口及海岸带潮流、波浪的水动力学特征，巩固港口与海岸工程专业课理论知识，熟悉海岸带潮流、波浪、泥沙、污染物扩散的数值模拟计算方法，培养学生实践创新的素质，提升学生解决港航工程中实际问题的能力。