Mechanics of Coastal Sediment Transport (Advanced Series in Ocean Engineering) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Jorgen Fredsoe

出品人:

页数:369

译者:

出版时间:1992-11-02

价格:USD 34.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789810208417

丛书系列:

图书标签:

泥沙运输
Coastal Sediment Transport
Coastal Mechanics
Ocean Engineering
Sediment Transport
Marine Geology
Coastal Engineering
Fluid Mechanics
Geomorphology
Oceanography
Hydrology

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具体描述

海洋工程高级系列丛书：[此书名之外的其他卷目] 丛书总览 “海洋工程高级系列丛书”致力于为海洋工程领域的研究人员、工程师和高级学生提供前沿和深度的专业知识。本系列涵盖了从基础理论到尖端应用的广泛主题，旨在推动学科发展，并为解决复杂的海洋工程挑战提供坚实的学术基础。丛书中的每一卷都由该领域的顶尖专家撰写，确保内容的前沿性、严谨性与实用性。 --- 第 X 卷：水动力学与结构相互作用：理论模型与工程应用本书概述本卷深入探讨了水动力学现象与海洋结构物之间的复杂相互作用机制。在全球气候变化和海洋资源开发日益重要的背景下，精确预测和评估此类相互作用对海洋工程结构（如离岸平台、风力涡轮机基础、海堤及管道）的安全性与耐久性至关重要。本书超越了传统的静态分析方法，着重于动态、非线性和瞬态效应的建模。核心内容详述：第一部分：基础水动力学原理的深化 1. 非线性波浪理论的进阶：详细阐述了超越斯托克斯和空气动力学理论的更高阶非线性波浪模型，包括巨浪（Soliton）理论在浅水和深水区域的应用。重点讨论了极端波浪事件的统计描述及其在结构荷载计算中的重要性。 2. 湍流与分离流动的数值模拟（CFD）：集中介绍了基于雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程和更高保真度模拟（LES/DNS）在模拟结构物绕流中的应用。探讨了湍流模型（如 $k-epsilon$, $k-omega$ SST）在预测结构物周围的瞬时压力分布和涡流脱落现象中的适用性与局限性。 3. 流固耦合（FSI）的理论框架：建立了描述流体施加的载荷如何引起结构变形，以及结构变形如何反过来影响流场分布的完整数学模型。这部分内容为后续的动态分析奠定了理论基础。第二部分：结构响应分析与动力学 1. 水下与水面结构物的自由振动与强迫振动：分析了浮式结构物和固定结构物在随机海浪激励下的响应特性。引入了附加质量（Added Mass）和水动力阻尼（Hydrodynamic Damping）的精确计算方法，特别是针对复杂截面形状和柔性结构。 2. 水弹性力学（Hydroelasticity）在海洋工程中的应用：聚焦于柔性海洋结构物（如系泊系统、深海立管）在波浪和洋流作用下的耦合振动问题。讨论了颤振（Flutter）和发散（Divergence）等失稳现象的临界条件判据。 3. 系泊系统与系固动态响应：详细分析了深水系泊系统的非线性响应。包括缆绳的非线性弹性、触底效应（Touchdown Analysis）以及系泊张力对平台整体稳定性的影响。第三部分：工程应用与案例研究 1. 离岸可再生能源系统的水动力载荷评估：深入研究了固定式和浮式海上风力涡轮机（OWT）在风、浪、流联合作用下的荷载分析。特别关注了底部固定桩基的冲刷效应与动力响应。 2. 海洋管道与水下电缆的涡激振动（VIV）：针对洋流引起的圆柱体VIV问题，提供了先进的抑制技术和预测模型，包括钝体（Bluff Body）的涡旋脱落频率计算和能量收集潜力分析。 3. 深海采矿与水下作业中的动态耦合：探讨了提升系统、水下机器人（ROV/AUV）与洋流相互作用时产生的动态不确定性，以及如何通过反馈控制系统进行有效管理。本书特点：严谨的数学推导：提供了大量解析解和半解析解的推导过程，帮助读者理解背后物理机制。面向前沿的数值方法：介绍了当前海洋工程领域领先的数值模拟技术及其在解决复杂边界条件问题上的应用。跨学科视野：将流体力学、固体力学、控制理论和海洋工程实践紧密结合。本书是从事海洋结构设计、水动力学研究以及水下工程规划的高级工程师和研究人员不可或缺的参考资料。 --- 第 Y 卷：海洋结构物腐蚀与防护的材料科学本书概述本卷聚焦于海洋工程结构在极端腐蚀环境下的材料选择、劣化机制以及先进的防护策略。海洋环境的特点是高盐度、高湿度、生物污损和巨大的机械应力，这对所有暴露在海水中或海气区的材料构成了严峻的挑战。本书旨在提供一个全面的材料科学视角，以实现海洋结构的长期服役安全与经济性。核心内容详述：第一部分：海洋腐蚀环境与机理 1. 海洋电化学腐蚀基础：详述了在海水介质中发生的阳极溶解和阴极反应的动力学过程。重点分析了局部腐蚀形式，如点蚀（Pitting）、缝隙腐蚀（Crevice Corrosion）和应力腐蚀开裂（SCC）的发生机理及其对高强度钢和合金的影响。 2. 生物污损（Biofouling）的化学与物理效应：探讨了微生物膜的形成过程，以及生物污损层如何改变局部腐蚀微环境（如氧气浓度、pH值），从而加速结构基体材料的劣化。 3. 海洋环境下的疲劳损伤：结合水动力载荷，分析了腐蚀疲劳的协同作用。引入了基于断裂力学和应力强度因子的疲劳寿命预测模型，特别是针对焊缝和缺陷区域的评估。第二部分：先进材料与应用 1. 高性能海洋结构钢材：介绍了耐候钢（Corten Steel）在海洋环境下的性能优化，以及高镍合金和双相不锈钢在深水和高腐蚀区域的应用优势。讨论了材料冶金学对耐蚀性的影响。 2. 非金属材料在海洋工程中的地位：重点研究了先进复合材料（FRP）、高分子涂层和陶瓷涂层在替代传统金属材料方面的潜力。分析了纤维与基体的界面相容性及长期水浸性能。 3. 智能与自修复材料：探讨了在涂层中嵌入缓蚀剂胶囊或导电聚合物的自修复技术，以期在腐蚀发生初期自动触发修复反应，延长防护寿命。第三部分：腐蚀控制与监测技术 1. 阴极保护技术（CP）的优化设计：详细论述了牺牲阳极法和外加电流法的工程设计标准。针对复杂几何结构（如导管架平台、系泊桩），讨论了电流密度分布的数值模拟与优化。 2. 保护性涂层系统的选择与性能评估：介绍了环氧树脂、聚氨酯和富锌底漆的体系设计。强调了涂层渗透性、附着力和在机械磨损下的失效模式分析。 3. 原位腐蚀监测系统：介绍了基于电化学阻抗谱（EIS）、线性极化电阻（LPR）和嵌入式传感器网络的实时健康监测技术。讨论了如何利用这些数据驱动腐蚀速率的预测和维护决策。本书特点：数据驱动的决策支持：提供了大量实测数据和工程案例，指导工程师进行材料选择和维护策略制定。前瞻性的防护方案：包含了最新的材料科学研究成果，为下一代海洋工程结构的可持续发展提供指导。系统化的失效分析：从微观的电化学过程到宏观的结构失效，提供了一个完整的分析框架。本书适用于从事海洋结构设计、维护、材料科学研究以及腐蚀控制的专业人士。 --- 第 Z 卷：深海资源勘探与水下机器人技术本书概述随着人类对深海资源（如油气、多金属结核、可燃冰）需求的增加，深海工程正面临前所未有的挑战。本卷聚焦于深海环境下的探测、作业和自主化技术，重点涵盖了水下机器人的导航、控制、传感以及与海底、水体之间的复杂交互问题。核心内容详述：第一部分：深海环境特性与约束 1. 深海水文与声学特性：分析了深海的高静水压力、低温、低能见度和复杂声场对电子设备和通讯系统的影响。探讨了声速剖面变化对声学定位精度的影响。 2. 高压环境下的设备封装与可靠性设计：深入研究了深海电子元件和电池在超高压环境下的材料选择、密封设计和热管理策略，确保关键设备的长期稳定运行。第二部分：水下机器人（UUV/AUV）的导航、控制与感知 1. 无缆水下机器人的自主导航与定位：详细介绍了惯性导航系统（INS）、多普勒速度记录仪（DVL）的融合算法（EKF/UKF），以及超短基线（USBL）和长基线（LBL）声学定位系统的误差分析与优化。 2. 水下环境感知技术：重点研究了高分辨率合成孔径声呐（SAS）、多波束测深系统（MBES）在海底地形测绘中的应用。探讨了基于机器视觉和激光雷达（LiDAR）在浑浊水体中的鲁棒性挑战与解决方案。 3. 鲁棒的动力学控制：针对AUV在复杂洋流扰动下的轨迹跟踪问题，提出了自适应控制和模型预测控制（MPC）策略，以实现精确的姿态保持和路径跟踪。第三部分：深海作业与人机协作 1. 水下作业工具与接口技术：详细介绍了深海采样器、水下维修机器人手臂的运动学与动力学建模。重点讨论了高压液压和电动执行器在水下操作中的性能要求。 2. 海底作业的动力学与稳定性：分析了海底采矿设备、钻井系统与松软海底土壤之间的相互作用（如锚固、钻入阻力）。讨论了防止钻具锁死的控制策略。 3. 远程操控与实时数据传输：探讨了水面母船与水下设备之间的光纤与声学混合通信链路的设计，以及低延迟远程操作（Teleoperation）中的力反馈和触觉交互技术。本书特点：聚焦于前沿技术：涵盖了当前深海机器人领域最迫切需要解决的导航、感知和控制难题。理论与实践紧密结合：提供了大量工程实例和算法实现的关键细节。跨越学科的深度融合：综合了海洋学、控制工程、电子工程和计算机科学的知识。本书是从事深海勘探、水下机器人开发与测试、以及海洋资源开发的工程师和科研人员的必备参考书。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常学术化，行文严谨、措辞精准，几乎没有发现任何口语化或模糊不清的表达。在描述复杂的水下地形变化和沉积物粒度分布时，作者大量使用了精确的工程术语和国际公认的符号系统，这极大地提高了信息传递的效率和准确性。然而，对于非英语母语的读者来说，这种高度凝练的学术语言有时会成为一个不小的挑战。在某些长句中，如果没有事先对该领域的术语有深刻理解，很容易在句法结构中迷失了核心的物理含义。我个人花费了大量时间去理解那些被省略在括弧内的假设条件，因为这些假设往往决定了某个模型的适用性边界。或许，如果能够在关键的数学模型首次出现时，附带一个更直观的、与实际观测数据相关的比喻或生活中的类比，即使只是寥寥数语，也能帮助读者更快地建立起对该理论的感性认知，从而更好地接受其严谨的理性结构。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅仅在于其文本内容，更在于它所构建的知识体系框架。它成功地将传统的经典理论（如谢尔兹曲线的应用）与近十年来在泥沙研究领域的新进展（比如高频声学监测技术在沉积物通量测量中的应用）巧妙地融合在一起。这种对历史脉络和未来趋势的全面把握，使得读者能够清晰地看到海岸泥沙研究是如何一步步发展至今的。我尤其欣赏它在探讨可持续性问题时的态度，将工程设计与生态环境影响放在同等重要的地位进行权衡分析，这体现了当代海洋工程学科的责任感。它不仅教你如何“移动”泥沙，更教你如何“尊重”泥沙的自然规律，以最小的代价实现工程目标。这本书读完后，我感觉自己的研究视野得到了极大的拓宽，对于如何设计更具韧性的海岸防护体系，也有了更深刻的认识和更坚实的理论基础去支撑我的判断。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我深刻体会到作者对“高级”这个词的精准定义。它绝非是为刚接触海洋工程的学生准备的入门读物，而是面向那些已经对基本水动力学和泥沙输运原理有扎实基础的读者。书中涉及的许多复杂参数、无量纲数以及边界条件的设定，都要求读者具备一定的数学敏感度和物理直觉。比如，在探讨泥沙起动判据时，不同学派的理论对比分析非常到位，作者并没有偏袒某一家，而是客观地列出了各自的适用范围和局限性，这种批判性的思维训练是这本书最宝贵的财富之一。这种深入的、多视角的分析，迫使我不得不放慢阅读速度，时常需要停下来，结合其他参考资料来消化吸收其中的复杂信息。这本书更像是一本“工具书”兼“理论宝典”的结合体，需要读者带着问题去深入钻研，而不是简单地被动接受知识的灌输，因此，它更适合作为研究生阶段的核心参考书目。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度无疑是教科书级别的，它并没有满足于蜻蜓点水地介绍现象，而是深入挖掘了驱动海岸带泥沙运动的底层物理机制。作者在阐述关于波浪-流体-泥沙相互作用的数学模型时，展现了深厚的功底。特别是对于非线性效应和湍流影响的讨论，显得尤为扎实和细致，很多公式的推导过程都被详细地列了出来，这对于那些希望真正掌握模型本质、而非仅仅会套用公式的研究人员来说，是无价之宝。然而，一个略感遗憾的地方是，虽然理论推导严谨，但在工程应用实例的广度上略显保守。例如，在讨论海岸侵蚀控制措施的有效性评估时，如果能加入更多不同地理环境下（如热带珊瑚礁海岸与温带沙滩海岸的差异）的案例分析，或者增加一些关于数值模拟软件（如DELFT3D或XBeach）的实际输入参数和结果解读的章节，想必能更好地弥合理论与工程实践之间的鸿沟。理论的完美无瑕固然重要，但如何将这些完美的理论转化为解决现实世界问题的工具，也是我们这些从业者所迫切需要的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那种深邃的海洋蓝与书名烫金的字体形成了鲜明的对比，给人一种专业而又不失优雅的感觉。拿到手里分量十足，纸张的质感也相当不错，油墨印刷清晰，即使是复杂的图表也能看得一清二楚，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。从目录上看，内容的编排逻辑性极强，像是精心铺设的一条知识阶梯，引导读者从基础概念逐步深入到前沿研究。我特别欣赏它在章节过渡处的处理，总能巧妙地将前后知识点串联起来，避免了那种生硬的章节堆砌感。不过，对于初学者来说，可能需要更多一些的图示辅助来理解那些抽象的流体力学概念，虽然文字描述已经力求详尽，但毕竟“一图胜千言”在工程领域尤为重要。整体而言，这本教材的物理呈现和结构布局，都展现了出版方对学术书籍品质的严格把控，值得在书架上占据一个显眼的位置，随时可以翻阅查阅。

评分☆☆☆☆☆