波浪对海上建筑物的作用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:海洋

作者:李玉成，滕斌编著

出品人:

页数:295

译者:

出版时间:1990-12

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787502756932

丛书系列:

图书标签:

• 海洋工程
• 结构力学
• 水动力学
• 波浪力
• 海上建筑物
• 海岸工程
• 数值模拟
• 实验研究
• 防波堤
• 桩基础

潮流的低语与海岸的坚守：现代海洋工程学的前沿探索 本书聚焦于海洋环境的复杂动力学及其对人造结构稳定性的深刻影响，旨在为海洋工程、土木结构设计以及海岸带资源管理提供一套系统、前瞻性的理论框架与实践指导。 第一部分：海洋动力环境的精细刻画 本书的第一部分深入剖析了驱动海洋结构的复杂环境因素，这些因素构成了结构设计与安全评估的基石。我们摒弃了对海况的传统简化模型，转而采用高分辨率的数值模拟与实地长期监测数据相结合的方法，构建了更为逼真的海洋动力学图景。 第一章：深海风场的非均匀性与湍流结构 本章详细探讨了海面边界层内的风速剖面变化规律，重点分析了风场在水平和垂直方向上的梯度效应，尤其是在强风事件（如台风和飓风）中，风场对结构表面的瞬时载荷分布具有决定性影响。我们引入了基于大涡模拟（LES）的气动计算模型，用以预测大型海上平台在极端风速下的动响应。讨论了风致波浪的激发机制，以及风能输入对海浪能量谱的重构作用。 第二章：潮汐流与洋流的耦合作用力学 潮汐和洋流是影响近海及深海结构物受力的持续性因素。本章着重研究了非线性浅水效应（如大斜坡和河口区域的驻波现象）如何改变流速的周期性和强度。我们运用了三维有限元方法，模拟了复杂地形下洋流绕流物体时的涡旋脱落现象（Karman Vortex Street），并分析了这种周期性脉冲载荷对系泊系统疲劳寿命的累积损伤效应。此外，还探讨了温盐环流变化对局部海流模式的长期调制。 第三章：海洋沉积物的输运与冲刷动力学 地基的稳定性是海洋结构物长久屹立的关键。本章集中分析了水流携带着泥沙、淤泥等沉积物在结构物周围的再悬浮、输运和沉积过程。通过对临界起动应力（Critical Entrainment Stress）的精确计算，我们建立了不同底质（砂土、黏土、珊瑚礁）在周期性水动力作用下的冲刷速率模型。特别关注了桩基和重力基础周围的局部冲刷坑（Scour Hole）发展机制，并提出了新型抗冲刷保护层的设计参数优化方法。 第二部分：结构响应与可靠性评估的前沿技术 在精确掌握外部载荷的基础上，本书的第二部分转向结构本身的动力响应分析与可靠性评估，引入了先进的材料科学与计算力学方法。 第四章：海洋结构物的非线性振动特性 本章聚焦于结构物在复杂海洋载荷作用下的动态行为，特别是考虑了材料非线性和几何非线性对系统稳定性的影响。我们运用了状态空间法和模态叠加法，分析了柔性立管、导管架和浮式平台在多向波浪下的耦合振动。重点讨论了高阶表面波（如斯托克斯波群）与结构共振的可能性，以及阻尼器（如粘滞阻尼器或固体力学阻尼）在抑制跨越共振（Lock-in Phenomenon）中的效能。 第五章：腐蚀疲劳与服役寿命预测 海洋环境的极端腐蚀性对金属结构的完整性构成长期威胁。本章结合电化学原理和断裂力学，建立了考虑腐蚀速率梯度和应力集中区域的耦合损伤模型。我们利用数字化图像相关（DIC）技术对试件进行原位监测，量化了微裂纹在氯离子侵蚀环境下的萌生与扩展速度。提出了一种基于贝叶斯网络的结构健康监测（SHM）数据融合方法，用于实时更新结构剩余寿命的概率预测区间。 第六章：极端载荷下的极限状态分析 海洋工程设计必须能够抵御“百年一遇”甚至“千年一遇”的极端事件。本章侧重于结构在极端波浪、极端风和地震（如海底滑坡诱发的海啸）联合作用下的极限承载能力评估。采用了概率极限状态设计（Reliability-Based Design Optimization, RBDO）方法，通过调整安全系数和设计参数，平衡结构成本与风险容忍度。详细分析了张力腿平台（TLP）的系泊系统在极端风浪下的松弛和断裂风险。 第三部分：新型结构概念与可持续发展 本书的第三部分着眼于面向未来挑战的新型海洋工程结构形式及其对能源、交通和环境可持续性的贡献。 第七章：深水浮式结构物的运动控制与稳定性 随着能源勘探向更深水域延伸，浮式系统的设计面临着巨大的挑战。本章详述了半潜式平台、FPSO（浮式生产储油船）以及各种新型浮体（如SPAR平台）的六自由度运动响应分析。重点介绍了主动式和被动式运动抑制系统（如鳍翼稳定器和基于压载水的调姿系统）的设计原理和实时控制算法，以确保在恶劣海况下作业的精度。 第八章：海洋可再生能源基础设施的耦合设计 本书专门辟出一章探讨海上升风力发电和波浪能转换装置（WEC）的结构集成问题。针对海上风机基础（如导管架、单桩、导管架式塔筒），分析了风轮机叶片-塔筒-基础-海床的整体动力耦合模型。在波浪能转换方面，对比了不同转换原理（如浮筒式、振荡水柱式）在能量捕获效率和结构抗疲劳能力上的优劣，并提出了适应复杂海域特性的混合型转换系统。 第九章：海洋工程的数字化孪生与智能运维 本章展望了海洋结构物全生命周期管理的未来方向。引入了“数字孪生”（Digital Twin）的概念，将物理结构实时数据、历史性能数据和环境监测数据集成到一个高保真仿真模型中。讨论了如何利用传感器网络、物联网（IoT）技术和人工智能算法，实现对结构损伤的早期预警、预防性维护调度以及优化退役策略，从而极大提升海洋资产的运营效率和安全性。 结语：面向深蓝的工程伦理与挑战 本书最后简要探讨了海洋工程在应对气候变化、保护海洋生态系统方面的社会责任。强调了环境影响评估（EIA）在项目决策中的关键作用，并呼吁工程界在追求结构效率的同时，必须将对海洋生物栖息地的最小化干扰纳入设计目标。

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