海岸与海洋工程中的计算水动力学
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作者林鹏智 等
出版社科学出版社
ISBN9787030742537
出版时间2023-06
装帧平装
开本16开
定价268元
货号1202930876
上书时间2024-09-05
商品详情
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目录
第1章 简介 1
第2章 水动力学基本数学理论 5
2.1 粘性流理论 5
2.2 势流理论 10
2.3 湍流与湍流数学模型 11
参考文献 19
第3章 数值计算方法 21
3.1 数值计算方法简介 21
3.2 有限差分法 24
3.3 有限体积法 38
3.4 无网格粒子方法 40
3.5 格子玻尔兹曼方法 42
参考文献 45
第4章 大尺度水动力学模型 48
4.1 三维静压模型 49
4.2 浅水方程模型 51
4.3 能谱方程模型 62
4.4 风浪流耦合模型 72
参考文献 79
第5章 中尺度水动力学模型 86
5.1 缓坡方程与改进缓坡方程模型 86
5.2 Boussinesq方程模型 96
参考文献 105
第6章 小尺度水动力学模型 116
6.1 三维NEWTANK模型 118
6.2 二维CIP模型 127
6.3 粒子模型（SPH、MPS 和CPM 等） 141
6.4 OpenFOAM模型 163
6.5 LBM模型 175
参考文献 176
第7章 小尺度波流模型在海岸与海洋工程中的应用 188
7.1 波浪的生成和吸收 188
7.2 斜坡地形上的波浪破碎掺气 192
7.3 运动物体模拟方法与结构动力响应 201
7.4 非惯性坐标系与运动液舱内的液体晃荡 210
7.5 调谐液体阻尼器与支撑结构平台耦合作用 221
7.6 双层液体流动 229
7.7 泥沙输运与底床冲刷 243
7.8 波浪冲高越浪与海岸防灾减灾 258
7.9 海岸植物消浪 272
参考文献 285
第8章 总结与展望 299
8.1 波流模型总结 299
8.2 水动力学模型在工程应用中的难点和挑战 300
8.3 计算水动力学研究展望 313
参考文献 316
附录I 笛卡儿坐标、柱坐标和球极坐标中梯度、散度、旋度及拉普拉斯算子的定义 321
附录Ⅱ 张量和向量操作 323
附录Ⅲ 势流伯努利方程的推导 325
内容摘要
《海岸与海洋工程中的计算水动力学》首先介绍了水动力学基础理论和数值计算方法，两者奠定了计算水动力学数值模型的基础。《海岸与海洋工程中的计算水动力学》从海岸与海洋工程实际问题出发，以模型应用的空间尺度为划分标准，分别介绍了大尺度、中尺度和小尺度水动力学模型，并结合案例对模型的应用范围和场景进行了深入探讨，帮助读者理解和选取正确的模型来解决特定的工程问题。尤其是针对小尺度工程问题，《海岸与海洋工程中的计算水动力学》通过大量的标准案例模拟分析，为读者提供了可以参考和对比的算例与数据。最后，《海岸与海洋工程中的计算水动力学》对水动力学模型的未来发展前景和挑战进行了总结。
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