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目录 1

第1章　概述 1

1.1　流体流动的数值模拟 1

1.2　工程中的水波问题和水波的分类 3

1.3　模拟水波的数值方法和数值技术 5

1.4　水波数值模拟的进展 11

第2章　水波理论 14

2.1　水波运动的数学模型 14

2.2　色散波 17

2.3　浅水中的色散波 26

2.4　长波 31

2.5　流动中的波 39

2.6　随机波浪理论简介 41

第3章　浅水长波运动的数值模拟 50

3.1　概述 50

3.2　一维长波运动的数学模型 50

3.3　水平二维长波运动的数学模型 56

3.4　三维浅水长波运动的数学模型 64

3.5　河渠中溃坝波的数学模型 71

第4章　近岸海域浅水波的数值模拟 81

4.1　概述 81

4.2　水波浅化和折射的数学模型 82

4.3　水波绕射的数学模型 88

4.4　波浪折射绕射综合的缓坡方程数学模型 95

4.5　浅水色散波的Boussinesq方程模型 104

第5章　波浪在岸滩上爬高和破碎的数值模拟 115

5.1　波浪在岸滩上爬高的动边界处理——“窄缝法” 115

5.2　波浪破碎的判别 118

5.3　波浪破碎的“湍流模型” 119

5.4　波浪破碎的“水滚模型”（Roller模型） 121

5.5　波浪破碎的能量耗散模型 125

5.6　波引起的辐射应力 127

6.2　小尺度结构物上的波浪力 132

6.1　概述 132

第6章　海工结构上波浪力的数值模拟 132

6.3　大尺度圆柱上的波浪力 138

6.4　大尺度群柱上的波浪力 141

6.5　二维大尺度墩柱上的波浪力 147

6.6　非线性波浪对半圆堤的作用力 150

6.7　三维大尺度结构物上的波浪力 157

6.8　格林函数法求解大尺度圆柱的二阶波浪力 163

6.9　波、流作用下近水面潜体绕射的数学模型 167

6.10　波、流作用下大尺度墩柱绕射的数学模型 174

第7章　波浪、潮流作用下近岸海域污染物输移扩散的数值模拟 182

7.1　概述 182

7.2　波浪模型 182

7.3　波浪作用下近岸流模型 184

7.4　波浪、潮流共同作用下污染物输移扩散数学模型 192

7.5　波浪作用和波浪、潮流共同作用下缓坡浅海近岸流和污染物输移扩散 196

8.1　概述 203

第8章　海岸地形演变的数值模拟 203

8.2　岸线演变数学模型 207

8.3　波浪作用下沙质海岸区域模型 213

8.4　河口海岸演变的数学模型 219

8.5　海岸演变的长期模型 222

第9章　模拟水波运动的不可压缩粘性流体模型 225

9.1　概述 225

9.2　不可压缩粘性流体数学模型 225

9.3　雷诺方程模型模拟水波运动的自由表面处理方法 230

9.4　不可压缩雷诺方程的求解和离散 235

9.5　雷诺方程模拟水波的验证和应用 238

9.6　三维雷诺方程模型模拟波浪与结构物的相互作用 244

第10章　数值波浪水槽和数值波浪水池 252

10.1　概述 252

10.2　基于雷诺方程的数值波浪水槽 253

10.3　基于Boussinesq方程的数值波浪水池 259

致谢 269