刘勇，李爱军，李华军：波浪对海洋结构物作用的解析研究

防波堤、码头、人工岛、海洋平台等各类海洋结构物是海上交通运输与海洋资源开发的关键基础设施。波浪是海洋结构物承受的主要环境荷载，分析波浪对各类海洋结构物的作用，科学认识结构物的水动力特性，对海上工程安全设计与施工运维等至关重要。利用解析（理论）方法研究海洋结构物的水动力特性，计算过程简单高效，物理意义明确，能够阐明结构物水动力特性参数的基本变化规律，可以为计算流体力学数值模拟、物理模型试验、工程设计等提供科学指导。

《波浪对海洋结构物作用的解析研究》（刘勇, 李爱军, 李华军著. 北京 : 科学出版社, 2024. 11）详细介绍了波浪作用下海洋结构物水动力特性的重要解析研究方法，其中的主要内容是作者及其团队十几年来在相关研究领域的研究成果总结，旨在通过系统介绍，便于读者掌握波浪对海洋结构物作用的一些重要解析方法，了解典型海洋结构物的水动力特性，熟悉波浪对结构物作用所产生的一些重要水动力现象。

该书遵循由简到繁的原则，求解了波浪对各类典型海洋结构作用的水动力学问题。通过求解各类物理问题，详细介绍了不同坐标系下的多种解析求解方法，主要包括：匹配特征函数展开法，最小二乘法，多项伽辽金方法，速度势分解方法，多极子方法，围道积分方法，宽间距近似方法等。对于某些物理问题，书中采用几种不同的方法进行对比分析，便于读者更加全面地理解，这是该书的一个重要特色。此外，在阐述解析研究方法的同时，注重介绍一些重要的水动力现象和规律，便于读者了解物理问题。

全书共8章，主要内容包括：

• 第1章流体运动基本理论。介绍了流体运动的基本控制方程与边界条件、相关波浪理论以及消能式海洋结构物的耗散边界条件。

• 第2章垂直薄板结构。采用多种方法建立了波浪对多类典型垂直薄板结构作用的解析解，给出了解析解的基本求解思路和过程，分析了不同参数对结构水动力特性的影响规律。

• 第3章水平薄板结构。采用解析方法研究了水平板防波堤、水平开孔板消波装置、水平开孔板防波堤、水平开孔圆盘、水面漂浮弹性板等典型水平薄板结构的水动力特性。

• 第4章矩形结构。围绕水面矩形方箱、矩形台阶地形、多孔堆石防波堤、摇板式波能装置、窄缝流体共振等水动力学问题，采用解析方法研究了波浪作用下各类矩形结构物的水动力特性。

• 第5章周期性结构。以梳式沉箱防波堤、分段式离岸堤和开孔沉箱防波堤为例，通过引入周期性边界条件，建立了波浪作用下周期性结构物水动力问题的解析解，分析了结构物水动力特性参数的基本变化规律。

• 第6章垂直圆柱结构。首先介绍了垂直截断圆柱的波浪绕射和辐射问题的解析求解过程，然后研究了波浪作用下多个垂直截断圆柱的水动力干涉问题，最后分析了圆柱形振荡水柱波能装置和局部开孔圆筒柱的水动力特性。

• 第7章水平圆柱和半圆形结构。首先以波浪对水平圆柱的作用问题为例，介绍了（二维）多极子的推导过程以及问题的基本求解过程，然后采用多极子方法研究了半圆形结构、半圆形潜堤共振反射、水平圆柱波能装置等水动力学问题。

• 第8章圆球和半球形结构。首先以淹没圆球的波浪绕射和辐射问题为例，介绍了（三维）多极子的推导过程以及问题的基本求解过程，然后采用多极子方法研究了半球形人工鱼礁、直墙前圆球波能装置等水动力学问题。

希望本书可以为从事海岸与海洋工程、水利工程、土木工程等领域工作的学者和工程师提供有益参考，并有助于读者在相关领域开展新的研究与探索。

《波浪对海洋结构物作用的解析研究》

刘勇, 李爱军, 李华军著

北京 : 科学出版社, 2024. 11

ISBN 978-7-03-079522-9

责任编辑：刘宝莉 乔丽维

本书系统阐述了波浪对典型海洋结构物作用的解析研究方法。首先介绍了流体运动基础知识和相关波浪理论，然后依次考虑薄板结构、矩形结构、周期性结构、垂直圆柱结构、水平圆柱和半圆形结构、圆球和半球形结构等典型结构，通过求解波浪对各类典型海洋结构物的作用问题，详细介绍了匹配特征函数展开法、最小二乘法、多项伽辽金方法、速度势分解方法、多极子方法、围道积分方法、宽间距近似方法等解析求解方法。对于某些物理问题，本书采用几种不同的方法进行对比分析；对于所有的物理问题，都给出了典型算例和计算结果，并讨论了一些重要的水动力现象和规律。

本书可以为海岸与海洋工程及相关领域的学者和工程师提供有益参考，并有助于读者在相关领域开展新的研究与探索。

（本文编辑：刘四旦）

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