Nonlinear Water Waves

Nonlinear Water Waves pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Academic Press
作者:Lokenath Debnath
出品人:
页数:544
译者:
出版时间:1994-03-29
价格:USD 220.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780122084379
丛书系列:
图书标签:
  • 水波
  • 非线性
  • 数学物理
  • 偏微分方程
  • 数值分析
  • 海洋工程
  • 流体力学
  • 波动现象
  • 应用数学
  • 物理学
想要找书就要到 小哈图书下载中心
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

Wave motion in water is one of the most striking observable phenomena in nature. Throughout the twentieth century, development of the linearized theory of wave motion in fluids and hydrodynamic stability has been steady and significant. In the last three decades there have been remarkable developments in nonlinear dispersive waves in general, nonlinear water waves in particular, and nonlinear instability phenomena. New solutions are now available for waves modulatedin both space and time, which exhibit new phenomena as diverse as solitons, resonant interactions, side-band instability, and wave-breaking. Other achievements include the discovery of soliton interactions, and the Inverse Scattering Transform method forfinding the explicit exact solution for several canonical nonlinear partial differential equations. This monograph is the first to summarize the research on nonlinear wave phenomena over the past three decades, and it also presents numerous applications in physics, geophysics, and engineering.

《流体力学中的非线性动力学:从理论基础到实际应用》 作者: [此处填写真实作者姓名] 出版社: [此处填写真实出版社名称] 出版年份: [此处填写真实出版年份] --- 内容简介 本书旨在为高等院校的物理学、数学、航空航天工程、土木工程及海洋工程等领域的师生及研究人员,提供一部深入且全面的关于流体力学中非线性动力学现象的专著。我们摒弃了传统流体力学教材中对线性化假设的过度依赖,转而聚焦于那些在实际工程与自然界中普遍存在的、由流体运动的内在非线性所驱动的复杂行为。 全书结构严谨,逻辑清晰,从基础的连续介质力学原理出发,逐步构建起描述复杂流体运动的数学框架,并重点阐述了如何利用现代分析和数值方法来解决这些非线性问题。 第一部分:理论基础与数学工具(Foundation and Mathematical Toolkit) 本部分为全书的理论基石,详细回顾并拓展了描述流体运动的守恒律,特别是针对可压缩与不可压缩流体,以及牛顿流体与非牛顿流体的情况。 第一章:连续介质力学的再审视 我们重新审视了质量、动量和能量的守恒方程,引入了更精确的本构关系。重点讨论了张量分析在描述流体应力和应变场中的核心作用,包括柯西应力张量和变形梯度。本章对高阶非线性项进行了系统分类,为后续章节的深入分析奠定基础。 第二章:非线性方程的分析方法 这是连接理论与解法的关键章节。我们详细介绍了求解非线性偏微分方程(PDEs)的经典和现代工具。 微扰法(Perturbation Methods): 重点讨论了多尺度分析(Multiple Scales Analysis)和平均场法(Averaging Methods),这些方法对于处理具有不同时间或空间尺度的耦合非线性项至关重要。我们展示了如何系统地展开,避免出现奇异摄动问题。 群论方法与对称性: 利用李群理论来寻找并简化非线性流体方程的对称性,这对于发现守恒量和简化求解过程具有深远的指导意义。 泛函分析基础: 引入必要的泛函分析工具,为理解解的存在性、唯一性和稳定性提供严格的数学基础。 第三章:稳定性理论的几何视角 在非线性系统中,稳定性不再是简单的线性增长或衰减。本章深入探讨了刘维尔(Liouville)稳定性、庞加莱(Poincaré)稳定性,并引入了耗散系统中的洛伦兹吸引子(Lorenz Attractor)概念。我们关注于线性稳定性分析的局限性,并转向对系统鞍点、极限环和混沌行为的拓扑分析。 第二部分:经典非线性流体现象的深入剖析(In-Depth Analysis of Classic Nonlinear Phenomena) 本部分将理论工具应用于具体的、具有代表性的流体力学问题,展示非线性如何塑造宏观物理现象。 第四章:湍流的结构与统计描述 湍流是流体力学中最具挑战性的非线性问题之一。本章侧重于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程的局限性,并转向更基础的描述。 涡旋动力学: 详细分析三维涡旋的演化,包括涡量方程中的非线性项(如涡量拉伸和扭曲)。我们探讨了涡丝理论和涡团碰撞的非线性效应。 概率密度函数(PDF)方法: 介绍利用统计矩和PDF来描述湍流脉动特性,绕过直接求解纳维-斯托克斯方程的困难。 尺度分离与能量级串: 基于科尔莫戈洛夫(Kolmogorov)的四-三定律,讨论能量如何从大尺度注入小尺度,以及湍流中的标度律(Scaling Laws)。 第五章:激波与高马赫数流动 在高速流动中,气体的可压缩性和非线性特性表现得尤为突出。 黎曼问题与不守恒激波: 深入分析激波结构的形成机制,包括冯·诺依曼(von Neumann)激波理论和激波下的弛豫过程。我们详细推导了正激波和斜激波的Hugoniot关系,并讨论了激波的稳定性问题。 非等熵流动的热力学效应: 探讨激波后流体的粘性耗散和熵增,以及这些耗散如何影响后续流动的非线性演化。 第六章:边界层分离与失稳 边界层理论的非线性本质决定了其复杂性。 斯托克斯流与高雷诺数效应: 考察在不同雷诺数下,边界层流动如何从层流过渡到非定常的、三维的湍流结构。 分离现象的非线性机制: 重点分析压力的逆压梯度(Adverse Pressure Gradient)如何通过非线性反馈机制导致流动分离,并介绍斯托克斯、布劳修斯(Blasius)解的稳定性分析。 第三部分:界面与多相流的非线性耦合(Nonlinear Coupling in Interfaces and Multiphase Flows) 本部分关注流体介质交界面上的复杂现象,这些问题通常涉及到表面张力、重力与流体运动的强非线性相互作用。 第七章:自由表面流动的非线性演化 本章将焦点放在液体表面与气体(或真空)的相互作用。 非线性重力波理论: 从Stokes波到Dirichlet椭圆函数解,系统地分析表面波的非线性色散关系。详细推导并讨论了“尖峰”和“波破碎”的形成条件。 开尔文-亥姆霍兹(Kelvin-Helmholtz)不稳定性: 分析不同密度流体界面受到的剪切应力作用下,界面如何形成涡旋和卷曲,这是理解大气和海洋现象的关键。 第八章:气泡与液滴的动力学 气液两相流中的非线性行为是工业和环境应用中的核心难题。 泡的膨胀与溃灭: 采用Rayleigh-Plesset方程及其修正形式(考虑粘性和热传导),分析空化泡在压力梯度下的非线性振荡,特别是溃灭时产生的冲击波。 液滴的破碎与聚并: 研究表面张力在维持液滴形状中的作用,以及外部流场导致的液滴变形、拉伸和最终破碎的非线性过程。 第四部分:数值方法与实际工程挑战(Numerical Methods and Engineering Challenges) 为有效处理上述复杂的非线性方程组,本部分专门介绍高精度数值模拟技术。 第九章:高精度数值格式与算例 有限体积法(FVM)与有限差分法(FDM): 重点讨论如何处理非线性对流项带来的数值耗散和不稳定性,介绍高分辨率格式如MUSCL、WENO及其在高马赫数流动中的应用。 计算流体力学(CFD)的高级主题: 讨论大涡模拟(LES)和直接数值模拟(DNS)中的网格自适应策略以及时间积分方案的选择,以应对非线性流动的多尺度特征。 第十章:非线性流体问题的反问题与控制 最终,本书展望了如何利用对非线性动力学的理解来主动控制流动。 最优控制理论: 将流体动力学方程作为约束条件,设计最优的外加扰动(如喷流、壁面激励)以抑制或增强特定非线性模式。 降阶模型(Reduced-Order Models, ROMs): 利用本征正交分解(POD)等技术,从高维的非线性系统中提取出低维的、可解析的非线性动力学核心,用于实时监测和预测。 --- 本书特点: 1. 深度与广度兼顾: 理论推导严谨,同时紧密结合了诸如航空发动机、海洋工程、天气动力学等领域的实际案例。 2. 强调分析工具的系统性: 提供了解决非线性问题的完整分析工具箱,而非孤立地处理特定方程。 3. 注重现代计算方法的融合: 理论学习与高精度CFD方法紧密结合,确保读者能够将理论知识转化为可操作的模拟能力。 本书是流体力学研究领域不可或缺的参考书,对于渴望超越线性近似、掌握复杂流体行为本质的学者和工程师而言,具有极高的参考价值。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

《非线性水波》这本书的编排方式,以及它所呈现出的学术严谨性,让我印象深刻。我尤其关注书中是否对不同类型的非线性水波进行了分类和讨论,例如 the free surface waves, internal waves, and shallow water waves 等,并且在每种类型中都深入探讨了其独特的非线性特征。我期待书中能够详细阐述傅里叶分析、泛函分析等数学工具如何被巧妙地应用于非线性水波的研究,并且书中或许还会介绍一些数值方法的技巧,比如有限差分法、有限元法等,用来求解复杂的非线性偏微分方程。对于我而言,一本优秀的教科书不仅在于知识的传授,更在于能否培养读者的独立思考能力和解决问题的能力。我希望这本书能提供一些具有挑战性的习题,鼓励我主动去推导、去验证,而不是被动地接受。如果书中还能包含一些历史性的回顾,介绍非线性水波研究的重要里程碑和先驱人物,那将是对这一学科发展的更全面理解。我对这本书能否帮助我理解诸如多体相互作用、混沌现象在水波系统中的体现,以及非线性效应如何影响波的能量和动量传递等方面,充满了期待。

评分

这本书的语言风格和逻辑结构,无疑是吸引我深入阅读的关键。《非线性水波》给我的感觉是,它不仅仅是一部学术专著,更像是一部精心雕琢的艺术品。作者们显然花费了大量的心思来确保内容的清晰度和连贯性,从基本概念的引入,到复杂理论的阐述,都过渡得十分自然。我特别好奇书中是否会探讨一些更为前沿的研究方向,比如机器学习在预测和控制非线性水波中的应用,或者与海洋工程、地质灾害等领域的交叉研究。对于我来说,一本真正有价值的书,应该能够在我阅读的过程中不断地“点亮”我的思维,让我产生新的疑问,并激发我进一步探索的欲望。我希望这本书能提供一些关于非线性水波稳定性分析的方法,以及如何识别和预测不稳定的波浪模式。同时,我对书中是否会涉及一些与统计学相关的概念,比如波浪谱的非线性演化,以及如何利用统计学方法来描述和量化非线性水波的随机性,也充满了好奇。这本书的深度和广度,让我相信它能够满足我对于非线性水波领域最严谨和最前沿的探求。

评分

终于有机会一窥《非线性水波》的奥秘,这本书的名字本身就带着一股难以言喻的吸引力,仿佛预示着一场关于挑战传统、探索未知的水动力学之旅。我一直对那些看似简单却蕴含着无穷复杂的自然现象深感着迷,而水波,特别是那些超越了线性假设的非线性水波,无疑是其中最引人入胜的代表。从物理学的角度来看,线性假设简化了许多问题,使得我们可以运用强大的数学工具进行分析,但现实世界中的水波,尤其是在海洋、河流或实验室中,往往呈现出更为丰富和动态的行为。想象一下那些巨大的海啸,或是那些在浅水区翻滚的破碎浪,这些都不是简单的正弦波叠加所能完全解释的。我迫不及待地想知道,这本书将如何带领我深入到非线性方程的奇妙世界,如何构建模型来描述这些现象,又将揭示哪些关于波的能量传输、波的相互作用以及波的稳定性等方面的新见解。我希望这本书能提供清晰的理论框架,同时又不失对实际应用的关照,或许会包含一些引人入胜的案例研究,让我能够将抽象的理论与具体的物理场景联系起来。这本书的厚度也暗示着内容的深度,我期待它能成为我在这一领域学习和研究的宝贵财富,甚至是开启我对这一领域更深入探索的起点。

评分

当我翻开《非线性水波》的扉页,一种沉浸式的阅读体验便油然而生。这本书的作者显然对这一领域有着深刻的理解和独特的见解,他们以一种引人入胜的方式将复杂的数学概念和物理原理娓娓道来。我特别欣赏它处理非线性方程的方法,这些方程往往缺乏封闭形式的解析解,需要借助数值模拟和近似方法来研究。我好奇书中是否会详细介绍诸如Korteweg-de Vries (KdV) 方程、非线性薛定谔方程 (NLSE) 等经典模型,以及它们在描述孤立子、波的破碎和非线性色散等现象中的作用。阅读这类书籍,我最看重的是作者能否在抽象的数学描述和直观的物理图像之间找到一个完美的平衡点。我希望它能像一位经验丰富的向导,在我探索非线性水波复杂景观的旅途中,不仅指出正确的方向,还能适时地提供一些背景信息和直观的解释,帮助我理解那些看似“反直觉”的非线性行为。或许书中还会有关于边界条件、初始条件对水波演化的影响的讨论,以及如何处理现实世界中存在的各种不确定性和扰动。我对这本书能否激发我的批判性思维,让我能够独立分析和解决与非线性水波相关的问题抱有很高的期待。

评分

《非线性水波》这本书散发着一股严谨而又不失激情的学术气息。它不是一本浅尝辄止的书,而是邀请读者进行一次深入的、系统的探索。我非常感兴趣书中将如何处理非线性效应带来的“奇异”现象,例如孤立子的形成和传播,它们具有不衰减、不形变的特性,这在很多线性系统中是难以想象的。我期待书中能详细讲解描述这些孤立子行为的数学模型,以及它们在不同介质和边界条件下的演化规律。我希望这本书能够提供一些深入的理论分析,解释这些非线性现象背后的物理机制,而不是仅仅罗列数学公式。同时,我也希望能看到一些实际应用的例子,例如在光纤通信中孤立子的应用,或者在海洋学中孤立子如何影响波的传播和能量输送。对于我来说,一本优秀的科学书籍,应该能够激发出我对科学的好奇心,让我愿意花费时间和精力去理解那些复杂的概念。我对这本书能否帮助我建立起对非线性水波的直观认识,以及能否启发我思考更多关于复杂系统动力学的问题,抱有很高的期望。

评分

《非线性水波》这本书的标题本身就带着一股探索未知的魅力。我一直对那些超越简单模型、展现出复杂而迷人行为的物理现象充满好奇,而水波,尤其是那些非线性的水波,无疑是其中的佼佼者。我希望这本书能够深入探讨非线性水波的数学描述,例如如何构建和求解非线性偏微分方程,以及这些方程如何捕捉到诸如孤立子、波的相互作用和波的破碎等现象。我尤其期待书中能够提供一些关于非线性水波的数值模拟方法,因为很多非线性方程都难以获得解析解。通过数值模拟,我们可以更直观地观察非线性水波的演化过程,并验证理论模型的有效性。对于我来说,一本优秀的科学著作,不仅要提供严谨的理论知识,更要能够激发读者的好奇心,引导他们去探索更广阔的科学领域。我对这本书能否帮助我理解非线性水波在海洋学、流体力学以及应用数学等领域的交叉研究,抱有很高的期望。

评分

《非线性水波》这本书的深度和广度,无疑会让任何对这一领域感兴趣的读者都感到兴奋。我尤其关注书中是否会深入探讨非线性水波的稳定性问题。在很多物理系统中,微小的扰动都可能导致系统发生巨大的变化,而非线性水波的稳定性是理解其行为的关键。我希望书中能够详细介绍分析非线性水波稳定性的数学方法,例如线性稳定性分析、非线性稳定性分析等,并解释这些方法是如何揭示波浪系统可能出现的失稳模式。我同样期待书中能够提供一些关于非线性水波与环境相互作用的讨论,比如非线性效应如何影响波与海岸线、港口结构或者海洋生物之间的相互作用。对于我而言,一本真正有价值的书,应该能够在我阅读的过程中不断地激发我的思考,让我产生新的疑问,并引导我去寻找答案。我对这本书能否帮助我理解非线性水波在天气预报、海洋工程设计以及海岸线保护等方面的实际应用,抱有很大的期望。

评分

这本书的序言和目录就已经预示着这是一本内容丰富且具有深度的学术著作。《非线性水波》无疑是一部关于挑战传统、探索未知的力作。我一直对那些超出线性假设的水波行为感到着迷,例如那些能够跨越距离而不衰减的孤立子,以及那些在相互作用中产生复杂波形的波群。我希望这本书能够深入阐述描述这些现象的数学模型,包括KdV方程、非线性薛定谔方程等,并解释这些模型是如何从基本的水动力学原理推导出来的。我期待书中能够提供一些关于非线性水波的稳定性分析方法,以及如何预测波浪失稳从而引发各种复杂现象。同时,我也非常关注书中是否会涉及非线性水波与结构物之间的相互作用,例如海浪对桥墩、海上平台等的影响,以及如何利用非线性理论来优化工程设计。对我而言,一本真正有价值的书,应该能够在我阅读的过程中不断地“点亮”我的思维,让我产生新的疑问,并引导我去深入研究。我对这本书能否帮助我理解非线性水波在海洋工程、海岸防护以及波浪能利用等领域的实际应用,充满了期待。

评分

这本书的引言部分就足以激发我对《非线性水波》的浓厚兴趣。作者们用一种充满智慧的方式,将我们从熟悉的线性世界带入到充满挑战的非线性领域。我一直在思考,为什么水波的行为会如此复杂,而线性理论又为何显得如此不足。我希望书中能够深入探讨非线性项在水波方程中扮演的角色,以及这些非线性项是如何导致波的行为发生根本性改变的。我期待书中能够清晰地阐述诸如“孤立子”这样的概念,并解释它们是如何在非线性效应的平衡下形成和传播的。同时,我也非常好奇书中是否会讨论一些更复杂的非线性现象,比如波的相互作用、波的破碎以及混沌行为在水波系统中的体现。对于我来说,一本好的教科书,应该能够在我阅读的过程中不断地“点亮”我的思维,让我产生新的疑问,并激发我进一步探索的欲望。我对这本书能否帮助我理解非线性水波在海洋工程、航运以及沿海灾害预测等领域的实际意义,充满了期待。

评分

这本书的结构和论证方式,让我感受到作者对知识的深刻掌控和条理。《非线性水波》的封面就预示着它将带领我进入一个比线性世界更为复杂和迷人的领域。我一直在思考,非线性水波是如何在能量守恒和动量守恒的约束下,展现出如此多样的形态和行为的。我希望书中能够深入探讨非线性效应如何影响波的频率、振幅和传播速度,以及它们之间相互作用的机制。我特别关注书中是否会涉及一些关于波的“相互作用”的理论,例如两个或多个波叠加时产生的非线性干涉,以及这种干涉如何导致新的波形产生,甚至是一些意想不到的现象。我期待这本书能提供一些严谨的数学推导,来解释这些现象的产生原因,并且能够辅以清晰的图示或数值模拟结果,帮助我更好地理解这些抽象的理论。对于我来说,一本好的教科书,应该能够引导我从已知走向未知,并且在我遇到困难时,能够提供足够的支撑。我对这本书能否帮助我理解诸如波的破碎、波的共振等现象,以及它们在实际工程中的意义,充满了期待。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有