本书阐述了层析水波理论波流耦合模型，并给出相关源码。全书共9章。第1章介绍层析水波理论和波流耦合模型的发展及研究现状，第2章介绍层析水波理论波流耦合模型的建立，第3章介绍该模型的数值求解方法，第4章介绍程序源码的设计和编写，第5～7章分别介绍规则波与均匀流、规则波与线性剪切流、规则波与非线性剪切流的耦合数值模拟，第8章介绍不规则波与背景流的耦合数值模拟，第9章介绍浅水强非线性孤立波与背景流的耦合数值模拟。
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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展历程与研究现状 1
1.3 本书主要内容 4
第2章 波流耦合模型 5
2.1 控制方程和边界条件 5
2.2 线性波浪理论 6
2.2.1 规则波与均匀流相互作用的线性波浪理论 6
2.2.2 规则波与线性剪切流相互作用的线性波浪理论 9
2.2.3 规则波与非线性剪切流相互作用的线性波浪理论 10
2.3 流函数波浪理论 11
2.3.1 规则波与均匀流相互作用的非线性波浪理论 11
2.3.2 规则波与线性剪切流相互作用的非线性波浪理论 13
2.4 层析水波理论波流耦合模型 15
第3章 层析水波理论波流耦合模型的数值求解方法 19
3.1 非线性层析水波方程的数值求解方法 19
3.2 线性层析水波方程的数值求解方法 22
3.3 线性/非线性层析水波方程分区数值求解方法 25
第4章 层析水波理论波流耦合模型的程序源码 27
4.1 波流耦合模型的程序设计 27
4.2 读入计算控制参数子程序 29
4.3 读入波浪参数子程序 33
4.4 边界波面和水平速度系数求解子程序 35
4.5 建立文件及流场初始化子程序 40
4.6 计算过渡系数子程序 43
4.7 更新边界条件子程序 44
4.8 求解空间导数子程序 46
4.9 求解层析水波理论方程系数子程序 47
4.10 当前时间步计算结果输出子程序 56
4.11 数值消波子程序 59
4.12 其他子程序 60
第5章 规则波与均匀流相互作用数值模拟 62
5.1 基于线性波流耦合模型的均匀流中规则波 62
5.1.1 波速分析 62
5.1.2 波面分析 63
5.1.3 速度场分析 65
5.2 基于非线性波流耦合模型的均匀流中规则波 67
5.2.1 波面分析 69
5.2.2 速度场分析 71
第6章 规则波与线性剪切流相互作用数值模拟 74
6.1 基于线性波流耦合模型的线性剪切流中规则波 74
6.1.1 波速分析 74
6.1.2 波面分析 75
6.1.3 速度场分析 77
6.2 基于非线性波流耦合模型的线性剪切流中规则波 79
6.2.1 波面分析 79
6.2.2 速度场分析 81
第7章 规则波与非线性剪切流相互作用数值模拟 83
7.1 基于线性波流耦合模型的非线性剪切流中规则波 83
7.1.1 波速分析 83
7.1.2 波面分析 84
7.1.3 速度场分析 88
7.2 基于非线性波流耦合模型的非线性剪切流中规则波 90
7.2.1 波面分析 90
7.2.2 速度场分析 93
第8章 不规则波与背景流相互作用数值模拟 97
8.1 不规则波与背景流相互作用的线性波浪理论 97
8.2 均匀流中不规则波的数值模拟 98
8.2.1 均匀流下线性波流耦合模型的波面分析 99
8.2.2 均匀流下非线性波流耦合模型的波面分析 99
8.3 线性剪切流中不规则波的数值模拟 100
8.3.1 线性剪切流下线性波流耦合模型的波面分析 101
8.3.2 线性剪切流下非线性波流耦合模型的波面分析 102
8.4 非线性剪切流中不规则波的数值模拟 103
8.4.1 非线性剪切流下线性波流耦合模型的波面分析 103
8.4.2 非线性剪切流下非线性波流耦合模型的波面分析 104
第9章 孤立波与背景流相互作用数值模拟 106
9.1 无流情况下的孤立波 107
9.1.1 初边值条件 107
9.1.2 时域数值模拟 108
9.2 线性剪切流中的孤立波 113
9.2.1 初边值条件 113
9.2.2 时域数值模拟 115
9.3 非线性剪切流中的孤立波 122
9.3.1 初边值条件 123
9.3.2 时域数值模拟 125
9.3.3 不同形式背景流中孤立波的流场对比 131
参考文献 134
附录 138
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