Theory and Applications of Ocean Surface Waves pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Chiang C. Mei; Michael Stiassnie

出品人:

页数:1136

译者:

出版时间:2005-8

价格:803.00元

装帧:Pap

isbn号码:9789812388940

丛书系列:

图书标签:

海洋
海洋波浪
海洋学
水波力学
波动理论
海洋工程
海岸工程
数值模拟
物理海洋学
大气科学
海洋环境

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具体描述

This book is an expanded version of The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves. It presents theoretical topics on ocean wave dynamics, including basic principles and applications in coastal and offshore engineering as well as coastal oceanography. Advanced analytical and numerical techniques are applied, such as singular perturbations. In this expanded version, three chapters on recent developments have been added. The first is on multiple scattering by periodic or random bathymetry. The second is on Zakharov’s theory of nonlinear wave fields with broad spectra. The third is an extensive discussion of powerful numerical techniques for highly nonlinear waves. Other new topics include infragravity waves, upstream solitons, Venice storm gates, etc. In addition, there are many new exercises. Theory and Applications of Ocean Surface Waves will be invaluable for graduate students and researchers in coastal and ocean engineering, geophysical fluid dynamicists interested in water waves, and theoretical scientists and applied mathematicians wishing to develop new techniques for challenging problems or to apply techniques existing elsewhere.

深海之蓝：海洋边界层与沉积物动力学作者：艾米莉亚·瓦伦丁, 詹姆斯·霍金斯出版社：大洋科学出版社出版年份： 2024年 --- 内容简介本书《深海之蓝：海洋边界层与沉积物动力学》是一部系统而深入的学术专著，专注于探究地球海洋系统中两个至关重要、相互关联的物理过程：海洋边界层（Ocean Boundary Layer, OBL）的结构与演化，以及水下沉积物的迁移、沉积与地貌形成过程。本书旨在为海洋学家、地球物理学家、水文学家以及环境工程师提供一个全面、前沿的知识框架，涵盖从微观尺度的湍流机制到宏观尺度的全球气候反馈。本书的叙事结构从基础的流体力学原理出发，逐步深入到复杂系统的耦合建模，力求在理论深度与实际应用之间找到精妙的平衡。第一部分：海洋边界层的基础与湍流结构边界层，即大气与海洋相互作用的最薄弱、能量交换最剧烈的区域，是理解气候变化、碳循环和海洋生态健康的关键。本书首先详尽回顾了海洋边界层的基本概念，包括驱动力（风应力、热浮力）和尺度分析。第三章：湍流的生成与耗散：这一部分深入探讨了驱动边界层内混合的湍流机制。我们详细分析了剪切层内产生的惯性湍流，并引入了最新的观测技术（如声学多普勒流速剖面仪ADCP、快速响应传感器）来量化湍流的谱结构。重点讨论了剪切生成湍流（Shear-Generated Turbulence）与浮力抑制湍流（Buoyancy Suppressed Turbulence）之间的动态平衡，特别是如何利用高阶矩模型来描述湍流扩散系数的非线性变化。第四章：边界层的垂直结构与分层：书中详述了典型的海洋边界层剖面，包括动量通量层、混合层、以及潜热通量层。我们提出了一个改进的混合层模型，该模型不仅考虑了日夜交替引起的浮力效应，还纳入了中尺度涡旋对垂直混合的增强作用。特别关注了“湍流猝发”（Turbulent Bursts）现象，解释了它们在短时间内如何显著影响气溶胶的生成和污染物向上输运的效率。第五章：耦合效应与能量通量：本章侧重于大气与海洋之间的能量交换。我们分析了海气界面上的动量、热量和水汽通量如何相互作用，并介绍了当前对极端天气事件（如强台风）下边界层响应的最新理解。针对全球气候模型（GCMs）中海洋混合参数化的局限性，本书提出了基于观测约束的参数化方案，以期提高长期气候预测的准确性。第二部分：水下沉积物动力学与地貌演化沉积物是海洋地质记录的载体，其动力学过程直接决定了海底地貌的形成、物质的生物地球化学循环以及近海工程的安全。本书的后半部分将焦点转向水体中的颗粒物运动及其与海底的相互作用。第七章：颗粒物的悬浮与沉降：我们从颗粒物的流体力学特性（密度、粒径分布、形状因子）出发，详细阐述了颗粒物在非均匀流场中的沉降理论。书中引入了分散流体模型（Dispersive Fluid Model）来描述高浓度悬浮泥沙流动的复杂性。对于生物成因的颗粒物（如海洋雪），我们讨论了黏聚作用和生物囊的形成对其沉降速率的非线性影响。第八章：水底边界层与床面剪切应力：沉积物的运动开始于水底边界层。本章深入探讨了如何准确测量和模拟作用于床面的流体力学应力。详细介绍了迁移率函数（Mobility Functions）的推导，并对比了经典（如Shields曲线）与现代（基于应力谱分析）的床面启动条件。我们特别关注了复杂床面（如波浪作用下的沙波）的启动阈值和形态演化。第九章：沉积物的迁移模式与地貌反馈：这一部分连接了流体力学和地质形态。书中系统分析了不同能量环境下沉积物的迁移模式，包括悬移输运、床载运动（滚动、跳跃）和泥浆流。我们展示了如何利用二维和三维数值模型来模拟大型水下沙丘、河口三角洲的侧向迁移，以及海底峡谷的沉积物通量。核心内容之一是沉积物-地形反馈机制的研究，即地形的微小变化如何影响局部流场，进而改变后续的沉积或侵蚀速率。第十章：沉积物动力学对地球系统的意义：最后，本书将沉积物动力学置于更广阔的地球系统背景下。我们探讨了海底沉积物的固结过程如何影响孔隙水流动和地球化学反应（如甲烷水合物的稳定性）。此外，还讨论了人类活动（如疏浚、近海风电基础建设）对局部沉积物预算和生态系统扰动的影响，为可持续的海洋管理提供了科学基础。 --- 本书特点理论与模型并重：本书不仅梳理了海洋流体力学和沉积物传输的经典理论，更引入了最新的大涡模拟（LES）技术在边界层研究中的应用，以及基于概率密度函数（PDF）的沉积物流动描述。跨学科整合：紧密联系了物理海洋学、地质学、化学海洋学以及近海工程学，为多学科研究者提供了统一的参考平台。丰富的案例分析：包含了对特定海域（如深海热液喷口周围的悬浮物羽流、受强潮流影响的浅水区沙丘演化）的详细案例研究，增强了理论的可视化和应用性。本书是海洋科学领域研究生、研究人员及工程实践者的必备参考书，它提供的深刻洞察力将推动我们对海洋动力过程的理解迈向新的高度。