时域高阶边界元方法在水波问题中的应用

   海洋和海岸工程普遍面临复杂的波浪环境，时域高阶边界元方法在水波问题的研究中已得到成功应用。本书系统深入介绍了时域高阶边界元方法的基本原理和实现方法及其在多个非线性水波问题中的研究实例。全书共 8章，主要内容包括水波问题的数学模型、高阶边界元数值方法、聚焦波的数值模拟、潜体上的波浪演化和诱发的高阶谐波、波浪作用下多浮体间窄缝内的水体共振、非线性液舱晃荡和波物作用问题等。

本书可供船舶、海洋和海岸工程领域中从事海上结构设计、分析、施工等工作的研究人员和工程设计人员使用，也可供高等院校和科研院所中船舶与海洋工程以及港口、海岸及近海工程等相关专业的高年级本科生和研究生学习参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2水波相关问题研究综述 2
1.2.1理论分析 3
1.2.2实验研究 3
1.2.3数值模拟 4
参考文献 5
第2章 水波问题的数学模型 8
2.1控制方程 8
2.2自由表面边界条件 10
2.3物面边界条件 13
2.4造波边界条件 14
2.5数值消波方法 16
2.6水动力计算 19
参考文献 19
第3章 高阶边界元数值方法 21
3.1边界积分方程概述 21
3.2边界元方法概述 22
3.3边界元方法的数值过程 23
3.3.1二维边界积分方程的离散 23
3.3.2三维边界积分方程的离散 25
3.3.3固角系数的计算 28
3.3.4数值积分的计算 30
3.3.5时间步进方法 34
参考文献 38
第4章 聚焦波的数值模拟 39
4.1聚焦波生成过程的数值模拟 39
4.1.1波浪水槽的数值模型验证 43
4.1.2入射波波幅对聚焦波峰值的影响 44
4.2风对聚焦波生成的影响 50
4.2.1风浪水槽的数值模型验证 50
4.2.2风速对聚焦波峰值的影响 52
4.2.3风速对聚焦波聚焦位置的影响 54
4.2.4聚焦波波形的传播变化 55
4.2.5聚焦波传播过程中的能量变化 56
4.3水流对聚焦波生成的影响 59
4.3.1波流水槽的数值模型验证 60
4.3.2水流对聚焦波峰值的影响 62
4.3.3水流对聚焦波聚焦位置和聚焦时间的影响 63
4.3.4聚焦波传播过程中的能量变化 64
4.4风、流混合作用对聚焦波特性的影响 65
4.4.1不同波幅条件下，风、流对聚焦波峰值的影响 65
4.4.2聚焦波时间历程的对比 66
4.4.3聚焦波波面时间历程的对比 68
4.5聚焦波对结构的作用 70
4.5.1数值模型验证 70
4.5.2不同频宽条件下聚焦波传播特性 71
4.5.3直墙位置的影响 77
4.5.4固定箱体摆放位置的影响 80
4.5.5箱体吃水的影响 83
参考文献 86
第5章 潜体上的波浪演化和诱发的高阶谐波 88
5.1波浪成分分析方法 88
5.1.1两点法 88
5.1.2四点法 90
5.2均匀水流中潜堤地形上单色波的传播变形 92
5.2.1数值模型验证 92
5.2.2谱密度函数沿程及随潜堤断面形式的变化 94
5.2.3潜堤及水流的存在对谐波的影响 101
5.2.4堤后高阶谐波的分离研究 103
5.3均匀水流条件下双色波过潜堤地形的情况 108
5.4浸没单圆柱影响下的波浪传播特性 111
5.4.1数值模型验证 111
5.4.2淹没深度对高阶谐波的影响 113
5.4.3圆柱尺寸对高阶谐波的影响 115
5.4.4水深对高阶谐波的影响 116
5.5浸没多圆柱影响下的波浪传播特性 117
5.5.1数值模型验证 117
5.5.2圆柱间距对高阶谐波的影响 119
5.5.3入射波波幅对高阶谐波的影响 120
5.5.4圆柱尺寸对高阶谐波的影响 121
5.6波浪与浸没水平板的相互作用 122
5.7波流与单潜体的相互作用 126
5.7.1波流与水平圆柱的相互作用研究 126
5.7.2波流与水平薄板的相互作用研究 130
参考文献 135
第6章 波浪作用下多浮体间窄缝内的水体共振 137
6.1规则波与双浮箱的相互作用 137
6.1.1数值模型验证 137
6.1.2规则波与相同吃水双浮箱的相互作用 144
6.1.3规则波与不同吃水双浮箱的相互作用 152
6.2规则波与多浮箱的相互作用 160
6.2.1共振频率和共振波高 160
6.2.2波浪力 163
6.3孤立波与相同吃水双浮箱的相互作用 166
6.3.1数值模型验证 167
6.3.2孤立波与带有窄缝的两固定箱体相互作用 169
6.3.3双孤立波与带有窄缝的两固定箱体相互作用 173
参考文献 177
第7章 非线性液舱晃荡 179
7.1数学模型 179
7.2固定液舱的自由晃荡 181
7.2.1数值模型验证 182
7.2.2不同初始波面情况计算及分析 185
7.3纵荡和垂荡激励下的强迫晃荡 190
7.3.1数值模型验证 190
7.3.2纵荡运动情况 193
7.3.3垂荡运动情况 198
7.3.4纵荡和垂荡复合运动情况 202
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