本书系统阐述了格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)在海岸工程中的应用,重点探讨其在波浪、水流与复杂结构物相互作用中的理论基础,数值实现及工程应用。全书内容涵盖LBM的基本理论、数值模型构建与验证,以及其在二维和三维数值波浪水槽中的应用研究,主要关注数值水槽稳定性、边界条件适用性,复杂多相流模型开发等数值理论问题,成功构建了海岸与海洋工程领域中海洋动力与结构物相互作用数值模拟新工具。
    本书内容精炼,理论与实践并重,既可作为海岸工程,海洋工程及相关领域研究人员的参考书,也可为从事数值模拟和工程设计的工程师提供理论支持和技术指导。 

第1章 绪论

参考文献

第2章 格子玻尔兹曼方法

2.1 LBM的理论基础

2.1.1 速度空间离散

2.1.2 特征线积分

2.1.3 离散速度模型

2.2 不可压缩模型

2.3 多松弛碰撞模型

2.4 单相流自由表面追踪模型

2.5 LBM中作用力项模拟方法

参考文献

第3章 二维LBM数值波浪水槽

3

第1章 绪论

参考文献

第2章 格子玻尔兹曼方法

2.1 LBM的理论基础

2.1.1 速度空间离散

2.1.2 特征线积分

2.1.3 离散速度模型

2.2 不可压缩模型

2.3 多松弛碰撞模型

2.4 单相流自由表面追踪模型

2.5 LBM中作用力项模拟方法

参考文献

第3章 二维LBM数值波浪水槽

3.1 造波和消波方法

3.1.1 动量源造波方法

3.1.2 海绵层消波方法

3.2 基于修正压强的LBM模型

3.2.1 模型误差分析

3.2.2 模型方法

3.3 典型验证算例

3.3.1 明渠层流

3.3.2 波

3.3.3 规则波在潜堤上的变形

3.4 布拉格反射模拟研究

3.4.1 反射系数与透射系数

3.4.2 正弦地形上的布拉格反射

3.4.3 矩形系列潜堤上的布拉格反射

参考文献

第4章 三维LBM数值波浪水槽/水池

4.1 造波和消波方法

4.1.1 速度人口造波法

4.1.2 出流边界消波法

4.2 高稳定性的三维MRT LBM模型

4.2.1 速度边界格式及其稳定性

4.2.2 网格敏感性分析

4.2.3 参数优化

4.3 三维精细结构物网格划分方法

4.3.1 结构物空间信息读取与存储

4.3.2 网格点类型的判断

4.4 典型算例验证

4.4.1 斯托克斯波

4.4.2 椭圆余弦波

4.4.3 波浪与圆柱相互作用

4.5 三维波浪爬坡破碎研究

4.5.1 孤立波在缓坡上的爬坡破碎

4.5.2 圆形岛海啸爬坡

4.5.3 MonValley海啸爬坡

4.6 三维波浪与结构物相互作用

4.6.1 波浪与直立防波堤相互作用

4.6.2 部分开孔沉箱防波堤的波浪反射性能

参考文献

第5章 水流与结构物相互作用的LB模拟

5.1 造流和消流方法

5.1.1 速度人口造流

5.1.2 特征边界条件出流

5.2 高稳定性的Cumulant LBM模型

5.3 典型算例验证

5.3.1 平板紊流验证

5.3.2 恒定流与无限长圆桩相互作用

5.3.3 正则化参数讨论

5.4 不同雷诺数恒定流与无限长圆柱相互作用

5.5 水流与有限长圆柱相互作用

参考文献

第6章 波浪与多孔结构相互作用的LB模拟

6.1 孔隙介质内流体运动的LBE模型

6.1.1 均匀多孔结构GLBE格式

6.1.2 不均匀多孔结构LBE格式

6.2 自由表面运动的LBM模型

6.2.1 自由表面追踪模型

6.2.2 阻力系数校准

6.3 典型算例验证

6.3.1 平板间充满多孔介质的Poiseuille流动

6.3.2 波浪在可渗三角形潜堤上的传播

6.3.3 波浪在可渗梯形潜堤上的传播

6.3.4 波浪与可渗出水堤的相互作用

6.3.5 三维溃坝与多孔桩柱的相互作用

6.3.6 三维波浪与可渗直立堤的相互作用

波浪与复杂多孔结构相互作用的LBM模拟

.1 三维规则波与抛石防波堤的相互作用

.2 扭王块体护面斜坡上不规则波越浪

参考文献

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