非线性水波层析理论与源码

本书包括非线性海浪模拟的理论、算法、程序源代码和大量的数值模拟应用算例。算例中包括浅水非线性孤立波、椭圆余弦波的数值模拟，也包括有限水深中非线性聚焦波的模拟，以及深水中非线性聚焦波和不规则波的模拟。不仅与模型试验中的数据进行了比较，还与海上实测的非线性海浪进行了对比分析。通过大量的应用算例介绍开源代码的使用，并开放了程序的源代码。读者对象是对海浪、浅水波、孤立波、有限水深非线性波、深水非线性波研究有需求的研究机构和院所，研究生和相关研究学者。

赵彬彬，工学博士，哈尔滨工程大学教授，博士生导师。主要研究方向为水波与海洋浮体的相互作用，在非线性水波理论、波物相互作用等方面做了深入的研究，发展了具有特色的理论体系。在国内外期刊和会议发表学术论文30余篇，其中SCI期刊文章10余篇出版专著《层析水波理论—GN波浪模型》。主持国家自然科学基金面上项目3项、中国科协青年人才托举工程项目、工信部高技术船舶科研项目子课题等，参研国家自然科学基金重大项目、科技部国际科技合作与交流专项等。获得省部级二等奖1项，排名第一。获得软件著作权20余项。

第1章 绪论 1.1 非线性波浪理论研究概述 1.2 层析水波理论 第2章 二维层析水波理论HLIGN有限水深模型 2.1 无粘不可压缩流体的控制方程和边界条件 2.2 二维层析水波理论HLIGN有限水深模型的方程 第3章 数值算法与源代码实现 3.1 程序设计 3.2 读入计算控制参数子程序 3.3 读入波浪参数子程序 3.4 计算备用的积分函数 3.5 建立文件及流场初始化子程序 3.6 阻尼区消波子程序 3.7 全局数值平滑子程序 3.8 线性到非线性过渡区数值平滑子程序 3.9 保留之前时刻计算结果子程序 3.10 预测子程序 3.11 更新边界条件子程序 3.12 流函数系数拟合子程序 3.13 求解空间导数子程序 3.14 求解层析水波理论方程系数子程序 3.15 合成矩阵子程序 3.16 更新当前时刻方程组子程序 3.17 求解方程子程序 3.18 存储当前时刻的计算结果子程序 3.19 校正子程序 3.20 当前时间步内迭代收敛判断子程序 3.21 当前时间步计算结果的输出子程序 3.22 关闭文件子程序 3.23 其他子程序 第4章 聚焦波和畸形波数值模拟 4.1 聚焦波的实验室模拟 4.1.1 数值策略 4.1.2 弱非线性聚焦波 4.1.3 强非线性宽谱聚焦波 4.1.4 强非线性窄谱聚焦波 4.2 海洋观测畸形波的重现 第5章 长峰不规则波模拟 5.1 长峰不规则波的时间历程 5.2 长峰不规则波的谱分析 5.3 长峰不规则波的短期统计 第6章 规则波演化数值模拟 6.1 平整地形上规则波传播问题 6.1.1 浅水规则波 6.1.2 有限水深规则波 6.1.3 深水规则波 6.1.4 波前问题 6.1.5 风压兴波问题 6.2 非平整地形上规则波的传播变形问题 第7章 孤立波变化数值模拟 7.1 单个孤立波的数值模拟 7.2 孤立波碰撞 7.3 孤立波与地形作用 第8章 三维层析水波理论HLIGN有限水深模型 8.1 三维层析水波理论HLIGN有限水深模型的方程 8.2 数值算法 第9章 多向不规则波模拟 9.1 短峰不规则波数值模拟 9.2 三维聚焦波数值模拟 附录 附录A定义变量的模块 附录B维度大小设置 参考文献