本書以限制水域與智能助航的相關(guān)基礎(chǔ)力學問題為背景，主要討論了面對三峽升船機船舶進出船廂限制水域的船舶水動力特性和智能助航技術(shù)，涵蓋船舶極限岸壁效應(yīng)、淺水效應(yīng)、船間效應(yīng)、牽引方案、智能決策以及智能感知等方面，旨在創(chuàng)建理論與技術(shù)框架，提升船舶進出船廂的效率和安全性，為船舶通航提供新的理論、方法與技術(shù)手段。
水利工程泄洪消能對河流及其周邊環(huán)境生態(tài)造成諸多影響，是水利工程建設(shè)運行調(diào)度必須研究解決的重大問題。本書對泄洪消能環(huán)境影響的評價理論、評價指標體系構(gòu)建、評價模型、評價方法與技術(shù)等基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系進行系統(tǒng)闡述和介紹。采用定量指標和定性指標相結(jié)合的方法，綜合運用泄洪消能過程系統(tǒng)仿真與直覺偏好模糊數(shù)學相關(guān)理論和方法，對泄洪消能環(huán)境影響的指標體系、評價體系、評價模型、評價理論等方面開展深入、系統(tǒng)的分析研究，并提出環(huán)境影響綜合評價方法與技術(shù)。
本書采用模型試驗方法，結(jié)合宏觀和細觀尺度，系統(tǒng)探究表、深孔水舌碰撞角、流量比對水流散裂特性的影響。主要包括射流空中碰撞散裂雨強分布特性、射流空中碰撞散裂軌跡線、射流空中碰撞散裂水點細觀特征。
全書共8章，首先梳理了國內(nèi)外相關(guān)研究工作；長期開展生物觀測，建立高相似蝠鲼形態(tài)學及運動學模型；針對蝠鲼滑翔、穩(wěn)速巡航、轉(zhuǎn)彎三種狀態(tài)，基于浸入邊界法和球函數(shù)氣體動理學格式提出大變形流固耦合計算方法，針對蝠鲼啟動加速、交替滑撲兩種狀態(tài)，基于商用軟件FLUENT提出自主游動計算方法；然后在此基礎(chǔ)上對蝠鲼單體滑翔、主動推進、轉(zhuǎn)彎、交替滑撲狀態(tài)的水動力特性和流場演化規(guī)律進行系統(tǒng)性研究，并開展了集群游動數(shù)值研究。
本書依據(jù)多期實地調(diào)查，收集長江流域長歷時的降雨、徑流、泥沙、河道地形資料，遙感影像，水利工程建設(shè)、水土保持工程、采砂等多源海量的數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)挖掘、聚類分析等技術(shù)，闡明多因素影響下長江流域水沙通量來源、分布及輸移等時空分異規(guī)律，揭示產(chǎn)輸沙全過程驅(qū)動機制及其對人類活動的響應(yīng)機理。本書通過全面篩查長江泥沙變異的影響因子，提出泥沙輸移多因子驅(qū)動貢獻率評估體系，構(gòu)建典型區(qū)域產(chǎn)流產(chǎn)沙綜合模型和泥沙輸移多因子模型，量化降雨、水庫攔沙和水土保持等主要因子對長江泥沙變異的貢獻權(quán)重，詳細刻畫水庫下游河床
《黃河流域水沙變化趨勢集合評估》根據(jù)國家重點研發(fā)計劃課題“黃河流域水沙變化趨勢集合評估”的研究成果系統(tǒng)總結(jié)而成。《黃河流域水沙變化趨勢集合評估》系統(tǒng)梳理流域水沙預測既有方法，在量化識別各類既有水沙預測方法適用性和預測成果不確定性基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研發(fā)流域水沙變化趨勢預測集合評估技術(shù)。綜合考慮極端降雨情景，基于多模型方法水沙預測結(jié)果，集合評估黃河流域未來30~50年水沙變化趨勢及其置信區(qū)間，研究結(jié)果可為未來治黃策略制定提供重要的水沙調(diào)控邊界條件。
海洋和海岸工程普遍面臨復雜的波浪環(huán)境，時域高階邊界元方法在水波問題的研究中已得到成功應(yīng)用。本書系統(tǒng)深入介紹了時域高階邊界元方法的基本原理和實現(xiàn)方法，以及其在多個非線性波浪問題中的研究實例。全書共8章，主要內(nèi)容包括緒論、水波問題的數(shù)學模型、高階邊界元數(shù)值方法、聚焦波的數(shù)值模擬、潛體上的波浪演化和誘發(fā)的高階諧波、波浪作用下多浮體間窄縫內(nèi)的水體共振、非線性液艙晃蕩和波物作用問題等。
本書主要通過先進的計算流體動力學方法和模型試驗手段，深入探索了貫流泵裝置葉輪葉片流固耦合結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性、貫流泵全過流系統(tǒng)啟動三維過渡過程水力特性、基于浸入邊界法的貫流泵三維大渦模擬的非定常流動特性研究以及貫流式水輪機模型靜態(tài)和動態(tài)過程試驗、貫流式水輪機全過流系統(tǒng)甩負荷三維過渡過程水力特性。
三峽水庫蓄水運用后，下游河段面臨新的來水來沙條件，沖淤調(diào)整特點發(fā)生明顯改變；彎曲和分汊兩類不同河型河段的沖淤調(diào)整驅(qū)動因子與驅(qū)動機制不同，在蓄水后呈現(xiàn)出差異性沖淤調(diào)整特點。本書采用實測資料分析、概化水槽試驗、數(shù)學模型、理論分析等研究手段，分析新水沙條件下彎曲河段凸岸邊灘沖淤演變和主支汊沖淤調(diào)整特點，揭示新水沙條件下彎曲河段凸岸邊灘“撇彎切灘”和分汊河段主支汊沖淤調(diào)整的驅(qū)動因子與驅(qū)動機制，對深化認識河床演變規(guī)律，豐富河床演變學等相關(guān)學科的理論和內(nèi)容，指導長江中游河道整治與保護具有重要意義。
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