水波相似与模拟 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:海洋出版社

作者:左其华 编

出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2006-6

价格:68.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787502765750

丛书系列:

图书标签:

• wave
• 水波力学
• 水波模拟
• 数值模拟
• 计算流体力学
• 海洋工程
• 水动力学
• 波动理论
• 有限元方法
• 水面波
• 物理模拟

《海的脉络：流体动力学与海洋现象的奥秘》 本书并非一本描绘细腻水彩画的艺术读物，也不是一本探讨心灵慰藉的励志指南。它是一部严谨的科学专著，旨在深入剖析我们赖以生存的星球上最广阔、最神秘的物质——水的运动规律及其所催生出的千姿百态的现象。本书将带领读者跨越物理学的界限，领略数学的优雅，并最终聚焦于海洋这个宏大而复杂的系统。 第一章：流体的基础，无处不在的波动 在展开对海洋的宏观叙事之前，我们必须先搭建起理解流体行为的基石。本章将从流体静力学入手，探讨压力如何在静止流体中传播，以及浮力如何决定了物体的沉浮。从平静湖面上的船只，到深海巨兽的生存策略，浮力扮演着至关重要的角色。随后，我们将进入流体动力学的范畴，介绍速度、加速度、粘性和密度等基本概念。我们将详细阐述伯努利方程，这一简洁而强大的工具，它揭示了流体速度、压力和势能之间的深刻联系。理解伯努利方程，意味着我们能初步解释飞机为何能飞翔，河流中的漩涡是如何形成的，甚至香蕉船在水面滑行的原理。 更重要的是，本章将详细介绍流体的两种基本运动模式：层流和湍流。层流如同一张张有序排列的纸张，流动平滑且可预测；而湍流则如同一团乱麻，充满了涡旋和随机性。我们将探讨区分这两种模式的关键参数——雷诺数，以及它在不同尺度下的意义。从血液在血管中的流动，到管道中的水流，再到广袤海洋的洋流，理解层流与湍流的转换，是理解复杂流体行为的第一步。我们将通过生动的例子和清晰的图示，帮助读者建立起对这些抽象概念的直观认识。 第二章：波的语言，海洋的呼吸与心跳 水，一旦被扰动，便会以波的形式传递能量。本章将聚焦于波的生成、传播与相互作用，这是理解海洋表面形态的关键。我们将从最简单的表面波开始，解析其波长、振幅、周期和频率等基本属性。通过引入傅里叶分析的初步概念，我们将展示如何将复杂的波浪分解为一系列简单的正弦波，从而为后续的深入分析奠定数学基础。 我们将详细探讨不同类型的海洋波浪，包括风浪、涌浪以及由地震引发的海啸。风浪是海洋表面最常见的波浪，其形成与风速、风时长以及风力作用区域密切相关。我们将解析波浪能量的传递过程，以及波浪在遇到障碍物时的反射、折射和衍射现象。涌浪，则是在风浪传播到远离生成区域后，经过长距离的传播和能量耗散形成的更为平滑、有规律的波浪，它们往往是远洋航行的主要考量因素。 而海啸，作为一种极端而毁灭性的海洋现象，我们将深入探讨其成因——海底地震、火山爆发或滑坡等引起的巨大水体位移，以及它们如何在深海中以极高的速度传播，并在浅水区域因能量集中而产生惊人的破坏力。本章将通过详细的数学模型和历史案例，揭示海啸的预警与减灾的科学原理。 第三章：洋流的织锦，地球的能量输送带 海洋并非静止的巨大水体，而是由一系列复杂而相互关联的洋流组成的巨大动力系统。本章将带领读者深入探索洋流的形成机制、运动模式及其对全球气候和生态系统的深远影响。我们将从驱动洋流的主要力量——风和温盐差异开始。 首先，我们将详细介绍风海流，即信风、西风带等大气环流如何通过摩擦力带动表层海水运动，形成如墨西哥湾流、黑のでしょうか流等主要的洋流系统。我们将讨论科里奥利力在洋流形成中的关键作用，它如何导致海水在北半球向右偏转，在南半球向左偏转，从而形成巨大的环流。 随后，我们将转向温盐环流。海洋的温度和盐度差异是另一个重要的驱动力。我们将解析海水密度如何随温度和盐度的变化而改变，以及密度驱动下的垂直和水平运动如何形成深层洋流。我们将介绍北大西洋深层水和南极底层水等关键的深层水团，并阐述它们如何在海洋深处缓慢而稳定地循环，将热量和养分输送到全球各地。 洋流如同地球的“血管”，它们在全球能量分配中扮演着至关重要的角色，调节着区域和全球的气候。我们将分析洋流如何输送热量，缓解陆地与海洋之间的温度差异，并探讨厄尔尼诺现象等重要的海洋气候事件与洋流异常的关联。 第四章：海岸的塑造者，潮汐与岸线的变迁 潮汐，这个古老而神秘的自然现象，是月球和太阳引力作用于地球海水的结果。本章将深入解析潮汐的形成机理，以及它对全球海岸线形态和生态环境的影响。我们将详细介绍月球和太阳引力如何导致海水形成凸起，并由此解释日潮、半日潮、混合潮等不同的潮汐类型。 我们将探讨潮汐在不同地理环境下的表现形式。在开阔的海洋中，潮汐的幅度可能很小，但在狭窄的海湾、河口和海峡，潮汐的涨落幅度可能高达数米甚至数十米，形成壮观的潮涌。我们将分析这些地形因素如何放大潮汐效应，并由此衍生出的特殊生态系统，如潮汐滩涂和红树林。 潮汐的规律性运动是海岸地貌演变的重要驱动力。我们将探讨潮汐如何携带泥沙，塑造沙滩、海岬和泻湖。海浪与潮汐的相互作用，以及它们共同作用下形成的海岸侵蚀和堆积地貌，也将是本章讨论的重点。从平缓的沙滩到陡峭的岩岸，潮汐留下了深刻的印记。 第五章：海洋中的“声音”与“图像”，声波与光学现象 海洋不仅是流体运动的舞台，也是声波和光学现象的奇妙场所。本章将揭示海洋如何传播声音，以及阳光如何在海水中发生一系列有趣的变化。 我们将从声波在水中的传播特性开始。由于水的密度远大于空气，声波在水中的传播速度更快，衰减也更慢。我们将介绍海洋中的声学环境，包括不同深度、温度和盐度对声速的影响，以及声纳技术如何在海洋探测、通信和军事领域发挥作用。我们将探讨海洋生物如何利用声音进行交流和导航，如鲸鱼和海豚的歌声。 接着，我们将聚焦于海洋中的光学现象。阳光穿透海水的过程中，会发生吸收、散射和折射。我们将解析为什么海水呈现蓝色，以及不同深度下可见光谱的变化。我们将介绍海洋中的浮游生物如何通过光合作用利用阳光，以及它们对海洋生态系统的贡献。 此外，本章还将探讨一些特殊的海洋光学现象，如海市蜃楼、海面下的光影效果，以及一些生物发光现象。我们将通过科学的解释，揭示这些看似神秘的现象背后的物理原理。 结语：未知的探索，永恒的魅力 《海的脉络：流体动力学与海洋现象的奥秘》并非终点，而是通往更深层海洋探索的起点。本书所涵盖的流体动力学、波浪理论、洋流动力学、潮汐学以及海洋声学和光学，仅仅是理解这颗蓝色星球上最庞大生态系统的一角。海洋的广袤与复杂，其蕴藏的未知与奥秘，至今仍是科学家们不懈探索的领域。从深海的极端环境到气候变化的应对，再到对生命起源的追溯，海洋科学的重要性与日俱增。希望本书能激发读者对海洋科学的兴趣，鼓励更多人加入到探索和保护这片蓝色家园的行列中来。

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这本书的作者在行文风格上展现出一种罕见的、近乎哲学的思辨性。他不仅仅是在陈述事实，更像是在进行一场与读者的长期对话。语言运用上，他非常注重精准性，但绝不流于冰冷的术语堆砌。当描述到那些涉及到高维空间或者非线性系统的复杂交互时，他的用词会自然地变得富有韵律感，仿佛在引导读者进入一个更高维度的认知空间。我时常发现自己在阅读某一个段落后会停下来，不仅仅是因为理解了某个知识点，更是因为被作者提出的某个疑问或者某种对自然界规律的赞叹所触动。这种带有温度的、充满人文关怀的叙事方式，让原本可能艰涩难懂的科学内容，变得引人入胜，充满了探索的乐趣。这本书的阅读过程，与其说是学习，不如说是一种精神上的洗礼和升华。

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这本书的内容组织逻辑简直是教科书级别的严谨。作者似乎对这个主题有着极其深刻的理解，他没有急于抛出复杂的理论，而是选择了一条非常平缓的、由浅入深的路径来引导读者。开篇部分对基本概念的界定清晰得令人称赞，每一个术语的引入都配有详尽的背景介绍和历史发展脉络，这对于初次接触这个领域的读者来说，无疑是巨大的福音，消除了初学者的畏难情绪。随着章节的深入，作者开始巧妙地将不同的研究方法串联起来，我发现他非常擅长使用类比和现实生活中的例子来解释那些抽象的物理现象，比如用厨房里倒牛奶的场景来解释某些流体运动的边界条件，这种“生活化”的解释方式，极大地增强了知识的可理解性和记忆的持久性。书中对前沿技术进展的梳理也展现了作者深厚的功底，它不仅罗列了现象，更深入分析了不同流派观点之间的内在联系与矛盾，这种批判性的分析视角，使得这本书超越了一般的工具书范畴，更像是一次深度的思想碰撞。

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这本书的排版设计简直是一场视觉盛宴。从封面那种深邃的蓝色调开始，就给人一种沉静而又充满力量的感觉，仿佛真的能从书页间感受到微风拂过水面的那种清凉与韵律。内页的纸张选择也非常考究，触感细腻，墨水的印刷清晰锐利，即便是细小的图表和公式，也显得立体而有层次感。我特别喜欢作者在章节过渡时所用的那些手绘插图，那些线条流畅、意境深远的图案，不仅仅是装饰，更像是对前一章节内容的诗意总结，为本来可能略显枯燥的理论部分注入了艺术的灵性。阅读体验上，字体大小适中，行间距的把握也恰到好处，长时间阅读下来，眼睛的疲劳感明显减轻。这本书的装帧质量也无可挑剔，书脊坚固，即便是频繁翻阅查找资料，也丝毫没有松散的迹象。它不仅仅是一本知识的载体，更像是一件值得收藏的工艺品，让人爱不释手，每一次翻开都充满了仪式感。这种对细节的极致追求，无疑提升了阅读的整体感受，让人在学习专业知识的同时，也享受到了阅读本身的愉悦。

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我必须强调这本书的案例分析部分，它们简直是打开思维的钥匙。不同于许多理论书籍只是简单罗列公式和推导过程，本书的作者似乎花费了大量精力从实际工程和自然现象中精选了最具代表性的案例。每一个案例的叙述都结构完整：首先清晰地描绘了初始条件和面临的挑战，接着详尽地展示了运用书中理论进行建模和求解的全过程，最后对结果进行了细致的物理意义解读。尤其让我印象深刻的是关于复杂边界条件下的数值模拟部分，作者没有用过分简化的假设来搪塞过去，而是非常坦诚地讨论了实际测量误差和模型局限性，这体现了一种高度的学术诚信。通过这些详实的案例，我不仅学会了“如何做”，更重要的是理解了“为什么这样做才是最合理的”，这种从理论到实践的无缝衔接，极大地增强了我解决实际问题的信心。

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坦白说，这本书的参考文献部分的处理方式，让我对作者的学术态度肃然起敬。它并非简单地罗列了十几篇核心论文，而是构建了一个非常清晰的知识传承网络。对于每一个关键理论的提出者、关键模型的改进者，作者都给予了恰当的评价和引述，甚至在某些争议性的观点上，还能看到作者插入的、基于个人长期研究的审慎评论。这种对前人智慧的尊重和对学术脉络的清晰梳理，极大地帮助我定位了各个知识点的来源和发展阶段，为我后续的深入研究指明了方向。更贴心的是，对于那些极其重要的、但可能已不太容易获取的经典文献，作者还附带了简短的摘要或获取建议，这种近乎“文献导航员”的角色定位，体现了作者强烈的社会责任感，确保读者能够真正构建起一个扎实而完整的知识体系，而非仅仅停留在书本的表面。

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