隨機波浪及其工程應用 俞聿修//柳淑學 著作 中學教輔文教 新華書店正版圖書籍 大連理工大學齣版社 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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圖書標籤:

• 隨機過程
• 隨機波浪
• 工程應用
• 海洋工程
• 水波力學
• 概率統計
• 信號處理
• 大連理工大學齣版社
• 俞聿修
• 柳淑學

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齣版社： 大連理工大學齣版社

ISBN：9787561104668

商品編碼：27787959562

叢書名： 隨機波浪及其工程應用

齣版時間：2011-01-01

隨機波浪及其工程應用

作  者: 俞聿修//柳淑學 著作 定  價: 39.8 齣?版?社: 大連理工大學齣版社 齣版日期: 2011年01月01日 裝  幀: 平裝 ISBN: 9787561104668 ●前言
●**章  隨機過程
●1.1  隨機過程的概念
●1.2  隨機過程的統計特徵及其運算
●1.3  平穩隨機過程
●1.4  平穩隨機過程的各態曆經性
●1.5  正態隨機過程
●1.6  隨機變量(函數)的變換
●參考文獻
●第二章  隨機過程的譜分析
●2.1  譜密度函數
●2.2  自相關函數
●2.3  維納一辛欽定理
●2.4  窄帶譜和寬帶譜隨機過程
●2.5  互譜密度函數
●參考文獻
●第三章  綫性係統分析
●3.1  綫性係統和非綫性係統
●3.2  綫性係統對輸入特徵的變換
●3.3  綫性係統對輸入的反應......

內容簡介

俞聿修、柳淑學編著的《隨機波浪及其工程應用(第4版)》比較係統地論述瞭隨機波浪的理論基礎――隨機過程、隨機過程的譜分析、綫性係統的分析和不規則波浪要素的統計分布，海浪譜的概念、錶達式及其測量和估算方法，不規則波浪的數值模擬和物理模型試驗，波浪的傳播和變形以及不規則波浪對海岸工程、海洋工程的作用等。內容力求理論聯係實際，在廣泛介紹國外研究成果(包括21世紀初*新研究成果)的同時。著重介紹我國的研究成果。結閤我國新版規範的內容，係統地論述瞭隨機波浪在工程上的應用。
《隨機波浪及其工程應用(第4版)》可供從事港口工程、海岸工程、海洋工程、海洋水文以及船舶設計等專業的科技人員參考使用。也可供有關專業的研究生使用。

《隨機波浪及其工程應用》 俞聿修、柳淑學 著 大連理工大學齣版社 圖書簡介 本書是一部關於隨機波浪理論及其在工程領域廣泛應用的專著。全書內容翔實，理論體係嚴謹，既深入淺齣地闡述瞭隨機波浪的基本概念、統計特徵和分析方法，又係統地介紹瞭隨機波浪在海洋工程、水利工程、土木工程等領域的實際應用案例，旨在為讀者提供一個全麵而深入的理解框架。 第一章 緒論 本章首先對波浪現象進行瞭宏觀的介紹，從其自然發生的原因（如風、地震、潮汐等）及其在地質、海洋、大氣等自然科學中的重要性入手。隨後，重點闡述瞭隨機波浪的概念，將其與確定性波浪進行對比，強調瞭隨機波浪在實際海洋環境中的普遍性和復雜性。讀者將瞭解到，真實的海洋錶麵並非如理想化的正弦波般規律，而是呈現齣一種隨時間和空間不斷變化、難以預測的無規則形態，這種形態的産生和演變受到多種因素的耦閤影響，因此采用統計學和概率論的方法來描述和分析隨機波浪至關重要。 本章還簡要迴顧瞭隨機波浪研究的曆史發展脈絡，從早期對簡單波浪模型的探索，到二十世紀中期隨著統計學和計算技術的發展，隨機波浪理論逐漸成熟，並在工程領域得到廣泛應用。最後，對本書的研究內容和章節安排進行瞭概述，為讀者指明瞭學習路徑。 第二章 隨機波浪的基本概念與統計描述 本章是本書的理論基石，深入探討瞭隨機波浪的核心概念和描述方法。首先，詳細介紹瞭隨機過程理論在描述波浪時程中的應用，明確瞭波浪高度、波浪周期、波浪相位等隨機變量的概率分布特性。讀者將學習到如何使用概率密度函數、纍積分布函數等工具來刻畫單個波浪事件的隨機性。 接著，本章重點闡述瞭平穩隨機過程的統計特徵，包括均值、方差、自相關函數和功率譜密度函數。其中，功率譜密度函數作為描述隨機波浪頻譜特性的關鍵工具，會被詳細講解其物理意義、求解方法以及在分析波浪能量分布中的重要作用。讀者將理解，功率譜能夠將隨機波浪從時域的復雜變化分解為不同頻率成分的疊加，為後續的動力學分析奠定基礎。 此外，本章還將介紹常用的波浪統計模型，如高斯模型、Rayleigh分布、Lognormal分布等，並討論它們在不同海洋環境下的適用性。例如，在描述深水中的短波時，Rayleigh分布可能是一個有效的近似；而在描述長波或低頻成分時，可能需要更復雜的模型。本章的目標是讓讀者掌握描述和量化隨機波浪特性的基本工具和理論。 第三章 隨機波浪的頻譜分析 本章聚焦於隨機波浪的頻譜分析技術，這是理解和預測隨機波浪行為的關鍵。在第二章的基礎上，本章將深入探討功率譜密度函數（PSD）的求解方法。讀者將學習到如何從實測波浪數據中計算功率譜，包括直接傅裏葉變換法、周期圖法、Welch法等，並瞭解各種方法的優缺點以及在數據處理中的注意事項。 本章還會詳細介紹幾種經典的波浪譜模型，如Pierson-Moskowitz（PM）譜、JONSWAP譜、Bretschneider譜等。這些模型是基於大量的實測數據和理論推導建立的，能夠有效地描述不同海況下的波浪能量分布。對於每種譜模型，都將詳細介紹其錶達式、參數含義以及適用範圍，並提供實際應用中的案例說明。例如，PM譜常用於描述無限水深下的風浪，而JONSWAP譜則考慮瞭風速、風持續時間和風區長度對波浪發展的影響，更適用於近岸海域。 頻譜分析不僅能描述波浪的能量分布，還能用於分析波浪的頻率和方嚮信息。本章將介紹如何通過功率譜分析來估算平均波浪周期、譜峰周期等重要參數，並引入波浪方嚮譜的概念，用於描述波浪能量在不同傳播方嚮上的分布。理解波浪的方嚮性對於分析船舶在波浪中的運動以及海洋結構物的受力至關重要。 第四章 隨機波浪的數學模型 本章將引導讀者深入理解隨機波浪的數學建模方法。在掌握瞭統計描述和頻譜分析的基礎上，本章將介紹如何構建更精細的數學模型來模擬隨機波浪的動力學行為。 首先，本章將迴顧綫性波浪理論，並討論如何將其推廣到隨機波浪的情形。通過疊加大量不同頻率、幅度和相位的綫性波，可以逼近隨機波浪的形態。這是一種常用的模擬方法，尤其適用於研究波浪與結構物的綫性相互作用。 接著，本章將介紹非綫性波浪模型。在某些情況下，特彆是當波浪幅度和水深比較大時，非綫性效應會變得顯著，導緻波浪形狀不再是簡單的疊加，而是呈現齣更復雜的形態，如孤立波、陡波等。本章將介紹一些描述非綫性隨機波浪的數值模型，例如，基於求解非綫性薛定諤方程（NLS）或KdV方程的數值方法。 此外，本章還將探討隨機波浪的傳播和演化模型。例如，如何利用波浪譜的演化方程來描述波浪在傳播過程中能量的傳遞、增長和衰減。這對於預測波浪在遠離生成區域後的變化具有重要意義。 第五章 隨機波浪在海洋工程中的應用 本章是本書的核心應用部分，重點闡述隨機波浪在海洋工程領域的具體應用。海洋工程是隨機波浪理論最廣泛的應用領域之一。 首先，本章將詳細討論如何利用隨機波浪模型來評估海洋結構物的受力。這包括但不限於：海上平颱、石油鑽井平颱、海上風力發電機基礎、碼頭、防波堤等。讀者將學習到如何將隨機波浪作為輸入，通過動力學模型計算結構物所承受的波浪載荷。這通常涉及頻域或時域的動力學分析。 接著，本章將深入探討隨機波浪對海洋結構物穩定性和響應的影響。例如，分析波浪作用下浮式結構的運動響應，如升沉、縱蕩、橫蕩、橫搖、縱搖、艏搖等。通過功率譜分析，可以預測結構物在隨機波浪中的運動幅度和頻率特性。 此外，本章還將介紹隨機波浪在近岸工程中的應用，例如，碼頭和防波堤的設計，以抵禦風浪的侵蝕。泥沙輸運和海岸侵蝕也與隨機波浪密切相關，本章將簡要提及這方麵的研究。 第六章 隨機波浪在水利工程中的應用 本章將隨機波浪的分析和應用拓展到水利工程領域。水利工程同樣麵臨著波浪帶來的挑戰，尤其是在湖泊、水庫、河流以及人工水道等環境中。 本章將討論隨機波浪在水庫和湖泊中的特性，例如，風吹形成的波浪如何影響水庫運行、水工結構物的安全以及水體混閤。讀者將學習如何根據當地風況和水體特徵來預測和分析水庫中的隨機波浪。 接著，本章將重點介紹隨機波浪對水利結構物的影響，如堤壩、溢洪道、閘門、水泵站等。分析波浪作用下的結構物受力、穩定性以及可能齣現的衝刷和侵蝕問題。例如，分析波浪對堤壩壩體的側壓力，以及波浪如何引發水庫底部或河床的泥沙運動。 此外，本章還將討論隨機波浪在通航水道和港口設計中的作用。例如，如何通過分析航道的波浪環境，來評估船舶通航的安全性，以及如何設計防波堤以減小港區內的波浪擾動。 第七章 隨機波浪在土木工程及其他領域的應用 本章將隨機波浪的應用進一步擴展到土木工程的其他分支以及其他相關領域。 在土木工程方麵，本章將討論隨機波浪對橋梁、隧道等跨海、跨河構築物的影響。例如，分析波浪對橋墩的衝刷作用，以及波浪對海底隧道結構可能産生的附加載荷。 本章還將提及隨機波浪在海岸防護工程中的應用。例如，設計海堤、消浪塊、護岸等工程措施，以減緩波浪對海岸的侵蝕。 此外，本章還將簡要介紹隨機波浪在其他領域的潛在應用，例如，海洋動力學研究、環境監測、海上交通規劃、甚至聲學和光學在水下傳播的研究等方麵。通過拓展的案例，展示隨機波浪理論的普適性和強大生命力。 第八章 隨機波浪的數值模擬與預測 本章將重點介紹用於隨機波浪數值模擬和預測的先進技術。隨著計算能力的不斷提升，數值模擬已經成為研究和預測隨機波浪不可或缺的工具。 本章將介紹常用的隨機波浪數值模擬方法，包括但不限於：基於綫性疊加的傅裏葉閤成法，能夠快速生成符閤給定譜特性的隨機波浪；基於求解流體力學方程的數值模型，如SPH（光滑粒子動力學）或有限差分/有限元方法，能夠更精確地模擬復雜波浪現象，包括非綫性效應和波浪與結構的相互作用。 同時，本章還將討論如何利用數值模型進行波浪預報。例如，將數值模型與氣象模型相結閤，通過預測風場來模擬未來海上的波浪發展趨勢。這對於航海、海上作業和防災減災都具有重要意義。 本章還將提及一些常用的商業軟件和開源工具，它們能夠輔助進行隨機波浪的模擬和分析。 第九章 結論與展望 本章對全書內容進行總結，並對隨機波浪研究的未來發展方嚮進行展望。 首先，本書迴顧瞭隨機波浪理論的核心內容，從基本概念、統計描述、頻譜分析到各種工程應用，為讀者提供瞭一個係統的學習框架。強調瞭隨機波浪理論在現代工程設計和決策中的重要性。 接著，本章將討論當前隨機波浪研究中存在的挑戰和機遇。例如，如何更精確地刻畫極端波浪事件，如何模擬多相流和耦閤效應下的復雜波浪行為，以及如何提高數值模擬的效率和準確性。 最後，本章將展望未來研究方嚮，例如，人工智能和機器學習在波浪預測和模型優化中的應用，以及對海洋環境變化（如氣候變化）對隨機波浪影響的研究。這些前沿性的探討將激發讀者對該領域的進一步興趣。 附錄（可選） 本書的附錄部分可能包含一些有用的補充材料，例如： 常用波浪譜模型的詳細參數列錶。 波浪計算常用公式和錶格。 相關專業術語的解釋。 重要的參考文獻列錶。 本書特點 內容全麵深入： 涵蓋瞭隨機波浪從理論基礎到工程應用的各個方麵。 理論體係嚴謹： 建立在堅實的數學和物理學基礎上。 圖文並茂： 豐富的圖錶和示意圖幫助讀者理解抽象概念。 案例豐富： 提供瞭大量實際工程應用案例，增強瞭理論的實踐意義。 適閤讀者： 適用於海洋工程、水利工程、土木工程等相關專業的本科生、研究生、科研人員以及工程技術人員。 《隨機波浪及其工程應用》旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，幫助他們理解和掌握隨機波浪這一重要的自然現象，並將其應用於解決實際工程問題，推動相關領域的技術進步。

評分☆☆☆☆☆

最近有幸翻閱瞭《隨機波浪及其工程應用》一書，其中關於“港口防波堤的優化設計”的內容，讓我眼前一亮。作為一名普通讀者，我常常在海邊看到形態各異的防波堤，它們默默地守護著港口的安全，但其背後蘊含的科學原理卻鮮為人知。書中詳細闡述瞭如何利用隨機波浪理論來分析和預測波浪對防波堤的衝擊力，以及如何通過改變防波堤的結構、材料和坡度，來達到最佳的消浪效果。作者通過引入一些數值模擬和實驗數據，生動地展示瞭不同設計方案的優劣。例如，書中比較瞭直立式防波堤和斜坡式防波堤在麵對不同波浪條件時的錶現，以及如何通過增加消能塊等措施來進一步提高防波堤的穩定性。這讓我認識到，看似簡單的防波堤，其設計背後卻需要考慮如此多的因素，並且需要經過嚴謹的科學計算和工程分析。這本書不僅普及瞭相關的科學知識，更讓我對這些默默奉獻的工程設施有瞭更深的敬意，也看到瞭科學技術在保障我們日常生活中的重要作用。

評分☆☆☆☆☆

在我的認知中，波浪一直是與海洋、與自然之美緊密相連的意象，但《隨機波浪及其工程應用》這本書卻為我揭示瞭波浪背後隱藏的科學計算與工程挑戰。我特彆留意到書中關於“波浪載荷譜的計算與應用”部分。想象一下，一個巨大的海上平颱，需要承受來自四麵八方、形態各異的波浪衝擊，這該是多麼復雜的受力分析！作者通過介紹各種載荷譜的計算方法，詳細闡述瞭如何量化波浪對結構的作用力，以及如何基於這些計算結果進行結構設計和安全評估。這讓我聯想到許多壯觀的海洋工程項目，例如跨海大橋、深海鑽井平颱等，它們的成功建造，離不開對隨機波浪的精確理解和科學計算。書中的案例分析，如如何通過模擬不同頻率和幅度的波浪，來預測結構的疲勞壽命，以及如何針對性地設計消浪結構，都給我留下瞭深刻的印象。雖然我無法親手進行這些復雜的計算，但通過閱讀這本書，我能感受到科學傢和工程師們為保障這些龐大工程的安全穩定所付齣的努力和智慧。

評分☆☆☆☆☆

《隨機波浪及其工程應用》這本書，從一個初學者的角度來審視，它提供瞭一個非常有價值的入口，去瞭解那些我們日常生活中接觸較少，但卻至關重要的科學領域。我特彆對其中關於“海浪能發電的挑戰與機遇”的章節産生瞭濃厚的興趣。都知道海浪蘊藏著巨大的能量，但如何有效地捕捉和利用它，卻是一個巨大的工程難題。書中詳細介紹瞭目前國際上各種主流的海浪能發電技術，例如振蕩水柱式、斜坡式、浮子式等等，並分析瞭它們在不同海況下的性能錶現。更重要的是，作者結閤隨機波浪的理論，深入探討瞭這些裝置在實際運行中會遇到的各種問題，比如波浪的隨機性和不確定性對發電效率的影響，以及設備結構如何應對強風巨浪的衝擊。讀完這部分，我纔意識到，開發和利用海浪能並非易事，它需要深入理解海浪的隨機特性，並在此基礎上進行精密的工程設計和優化。這本書讓我對清潔能源的開發有瞭更深層次的認識，也看到瞭科技在解決能源危機中的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

最近在書店偶然翻到一本《隨機波浪及其工程應用》，雖然我不是學這個專業的，但書名本身就帶著一種神秘感和探索性，讓我産生瞭濃厚的興趣。書的裝幀很簡潔，封麵上的水波紋設計倒是挺應景的。我平時對自然現象中的一些規律性變化比較著迷，特彆是那些看起來雜亂無章但背後卻隱藏著數學模型的現象。波浪，尤其是隨機波浪，無疑就是這樣一種引人遐想的課題。在海邊看到的海浪，它們時而洶湧澎湃，時而平靜舒緩，看似毫無章法，但我們知道它們的存在必然受到風、洋流、地形等多種因素的影響，並遵循著一定的物理規律。這本書的齣現，仿佛為我打開瞭一扇瞭解這些復雜現象背後奧秘的大門。雖然我還沒來得及深入閱讀，但從目錄和一些章節的標題來看，作者顯然是做瞭非常深入的研究，將理論與實際應用緊密結閤。特彆是“工程應用”這幾個字，讓我好奇這本書將如何把抽象的隨機波浪概念轉化為解決實際工程問題的工具。比如，在橋梁設計、海岸防護、海上石油平颱建造等方麵，理解和預測隨機波浪的影響至關重要。這本書可能會為我提供一些全新的視角，讓我從一個普通讀者的角度去理解這些高深莫測的科學知識，並可能啓發我對身邊一些自然現象的觀察和思考。

評分☆☆☆☆☆

《隨機波浪及其工程應用》這本書，即便是不具備深厚專業背景的讀者，也能從中感受到科學的嚴謹與工程的實用性。我嘗試著閱讀瞭其中關於“隨機過程理論在波浪模擬中的應用”的章節，雖然一些數學公式看得有些吃力，但作者的講解思路非常清晰，將抽象的概率論概念一步步引導到對波浪行為的描述。書中的圖錶也很有幫助，生動地展示瞭不同類型的波浪模型及其特徵，比如斯皮爾伯格譜、布雷剋曼譜等，這些術語對我來說是全新的，但通過圖示和通俗的解釋，我能大概理解它們是如何用來刻畫和預測波浪的隨機性的。最令我印象深刻的是，書中列舉瞭一些具體的工程案例，例如如何利用隨機波浪模型來評估碼頭結構在不同海況下的受力情況，以及如何優化海上風力發電機的設計以應對復雜的海浪衝擊。這種從理論到實踐的轉化過程，讓我覺得科學研究並非隻是象牙塔裏的理論，而是能夠實實在在地解決現實世界中的問題。這本書的價值不僅在於其專業性，更在於它能夠激發非專業讀者對科學的興趣，並從中窺見工程領域解決復雜問題的智慧。