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。
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刘勇，中国海洋大学教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家"万人计划"科技创新领军人才，教育部长江学者青年学者
目录
前言
第1章 流体运动基本理论 1
1.1 基本控制方程和边界条件 1
1.2 线性波的基本表达式 4
1.2.1 色散方程 4
1.2.2 立面二维问题 6
1.2.3 斜向波问题 8
1.2.4 三维问题 9
1.2.5 平面波问题 11
1.3 多孔介质区域的边界条件 12
1.4 开孔薄板的压力损失边界条件 14
1.4.1 二次压力损失边界条件 15
1.4.2 线性压力损失边界条件 17
参考文献 19
第2章 垂直薄板结构 21
2.1 垂直挡板防波堤 21
2.1.1 匹配特征函数展开法 21
2.1.2 最小二乘法 26
2.1.3 多项伽辽金方法 27
2.2 淹没垂直挡板防波堤 34
2.2.1 匹配特征函数展开法 34
2.2.2 最小二乘法 36
2.2.3 多项伽辽金方法 37
2.3 垂直开孔挡板防波堤（线性压力损失边界条件） 42
2.3.1 匹配特征函数展开法 42
2.3.2 最小二乘法 44
2.3.3 多项伽辽金方法 45
2.4 垂直开孔挡板防波堤（二次压力损失边界条件） 50
2.5 垂直弹性板结构 53
2.6 垂直薄膜结构 59
2.7 振荡水柱波能装置 65
2.7.1 波浪能量提取 66
2.7.2 波浪绕射问题 68
2.7.3 波浪辐射问题 70
参考文献 74
第3章 水平薄板结构 76
3.1 水平板防波堤 76
3.1.1 直接匹配求解 76
3.1.2 对称解和反对称解 80
3.2 水平开孔板消波装置 85
3.2.1 匹配特征函数展开法 86
3.2.2 围道积分方法 90
3.2.3 速度势分解方法 94
3.2.4 流体垂向速度的级数展开方法 99
3.3 水平开孔板防波堤 106
3.4 水平开孔圆盘 115
3.4.1 匹配特征函数展开法 115
3.4.2 速度势分解方法 119
3.4.3 流体垂向速度的级数展开方法 125
3.5 水平漂浮弹性板 128
参考文献 135
第4章 矩形结构 138
4.1 水面矩形方箱 138
4.1.1 匹配特征函数展开法 138
4.1.2 多项伽辽金方法 142
4.2 矩形台阶地形 147
4.2.1 匹配特征函数展开法 147
4.2.2 多项伽辽金方法 149
4.3 出水多孔堆石防波堤 153
4.3.1 匹配特征函数展开法 153
4.3.2 围道积分方法 156
4.3.3 速度势分解方法 160
4.4 多孔堆石潜堤 165
4.4.1 匹配特征函数展开法 165
4.4.2 围道积分方法 169
4.4.3 速度势分解方法 174
4.5 沉箱基础上的摇板式波能装置 181
4.6 方箱与直墙之间的窄缝流体共振 188
4.7 双浮箱之间的窄缝流体共振 196
参考文献 202
第5章 周期性结构 205
5.1 梳式沉箱防波堤 205
5.2 分段式离岸堤 215
5.3 开孔沉箱防波堤 222
参考文献 230
第6章 垂直圆柱结构 232
6.1 截断圆柱的波浪绕射问题 232
6.1.1 匹配特征函数展开法 232
6.1.2 多项伽辽金方法 236
6.2 截断圆柱的波浪辐射问题 241
6.2.1 横荡问题 242
6.2.2 垂荡问题 246
6.2.3 横摇问题 250
6.3 淹没圆柱的波浪绕射问题 255
6.3.1 匹配特征函数展开法 255
6.3.2 多项伽辽金方法 259
6.4 淹没圆柱的波浪辐射问题 265
6.4.1 横荡问题 266
6.4.2 垂荡问题 271
6.4.3 横摇问题 275
6.5 多个截断圆柱的波浪绕射问题 281
6.6 圆柱形振荡水柱波能装置 289
6.6.1 波浪绕射问题 289
6.6.2 波浪辐射问题 293
6.7 局部开孔圆筒柱的波浪绕射问题 297
参考文献 302
第7章 水平圆柱和半圆形结构 304
7.1 深水中水平圆柱 304
7.1.1 正向波对水平圆柱的作用 304
7.1.2 斜向波对水平圆柱的作用 308
7.2 有限水深中水平圆柱 314
7.2.1 正向波对水平圆柱的作用 314
7.2.2 斜向波对水平圆柱的作用 317
7.3 半圆形潜堤 322
7.3.1 正向波对半圆形潜堤的作用 322
7.3.2 斜向波对半圆形潜堤的作用 327
7.3.3 半圆形潜堤上的陷波 332
7.4 四分之一圆形潜堤 334
7.4.1 正向波对四分之一圆形潜堤的作用 335
7.4.2 斜向波对四分之一圆形潜堤的作用 339
7.5 半圆形充水柔性薄膜 343
7.6 半圆形开孔弹性板 347
7.7 双层流中的半圆形潜堤 352
7.7.1 双层流中正向波对半圆形潜堤的作用 352
7.7.2 双层流中斜向波对半圆形潜堤的作用 361
7.8 冰层下半圆形地形 368
7.9 多个半圆形潜堤共振反射 374
7.9.1 正向波对多个半圆形潜堤的作用 374
7.9.2 斜向波对多个半圆形潜堤的作用 379
7.9.3 宽间距近似方法 383
7.10 直墙前水平圆柱波能装置 387
7.10.1 镜像方法 389
7.10.2 宽间距近似方法 394
参考文献 398
第8章 圆球和半球形结构 402
8.1 深水中圆球的波浪绕射和辐射问题 402
8.1.1 波浪绕射问题 404
8.1.2 波浪辐射问题 406
8.2 有限水深中圆球的波浪绕射和辐射问题 408
8.2.1 波浪绕射问题 410
8.2.2 波浪辐射问题 411
8.3 半球形人工鱼礁 412
8.4 多个半球形人工鱼礁 420
8.5 直墙前圆球波能装置 428
8.5.1 波浪绕射问题 430
8.5.2 波浪辐射问题 433
参考文献 437
附录 439
附录A 式（6.2.41）中的积分计算方法 439
附录B 式（6.4.53）和式（6.4.82）中的积分计算方法 440
附录C 多极子在不同球坐标系之间的转换 441
附录D 多个开孔半球体的方程组推导 444
附录E 多个不开孔半球体的方程组推导 447
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