海洋浮體水動力學與運動性能

第1章 概述

1．1 浮式平臺運動響應(yīng)特征描述

1．2 與浮體水動力和運動性能相關(guān)的問題

1．3 海洋結(jié)構(gòu)物水動力載荷特征

1．4 浮體水動力性能和運動工程評估手段

第2章 海洋結(jié)構(gòu)物繞流載荷

2．1 勢流概念與圓柱繞流勢流解

2．2 黏流與柱體繞流黏流解

2．3 海洋結(jié)構(gòu)物上的風載荷

2．4 海洋結(jié)構(gòu)物上的流載荷

第3章 細長海洋結(jié)構(gòu)物的波流力

3．1 線性波浪理論

3．2 直立圓柱在波浪中受到的慣性力

3．3 直立圓柱在波浪中受到的拖曳力

3．4 莫里森公式

3．5 固定圓柱在不同流動中的受力分析

3．6 振蕩圓柱在不同流動中的受力分析

3．7 算例

第4章 單自由度剛體動力學基礎(chǔ)

4．1 線性單自由度系統(tǒng)（SDOF）的無阻尼自由振動

4．2 無阻尼線性單自由度系統(tǒng)的簡諧激勵響應(yīng)

4．3 線性單自由度系統(tǒng)（SDOF）在黏性阻尼作用下的自由振動

4．4 線性阻尼系統(tǒng)（SDOF）簡諧激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

第5章 大型浮式結(jié)構(gòu)物運動與波浪力

5．1 概述

5．2 坐標系和浮體運動描述

5．3 規(guī)則波中的浮體搖蕩運動和流動線性化定解條件

5．4 規(guī)則波中浮體受到的線性水動力

5．5 靜水恢復(fù)力

5．6 浮體六個自由度線性化運動方程

5．7 浮筒波浪中垂蕩運動分析

5．8 線性波浪誘導(dǎo)浮體運動和載荷頻域分析面元法

5．9 線性波浪誘導(dǎo)運動和載荷的切片與長波近似

5．10 軟件Hydmstar使用簡介

5．11 Hydrostar軟件的使用過程介紹

第6章 浮體二階水動力和慢漂運動

6．1 浮式平臺二階非線性問題概述

6．2 壓力直接積分法獲得二階漂移力

6．3 不規(guī)則波中的平均波浪載荷計算

6．4 不規(guī)則波中的二階慢漂力

參考文獻2100433B

《海洋浮體水動力學與運動性能》主要介紹了海洋浮體受到風、海浪、海流作用時結(jié)構(gòu)的載荷評估及動力響應(yīng)分析的相關(guān)內(nèi)容?！逗Ｑ蟾◇w水動力學與運動性能》共分六個部分，包括概述、海洋結(jié)構(gòu)物繞流載荷、細長海洋結(jié)構(gòu)物的波流力、單自由度剛體動力學基礎(chǔ)、大型浮式結(jié)構(gòu)物運動與波浪力、浮體二階水動力和慢漂運動。

《海洋浮體水動力學與運動性能》既適用于船舶與海洋工程專業(yè)的本科學生作教材使用，也可供相關(guān)專業(yè)的工程師和研究生參考。

浮體閘，是指在水中隨水位變化，閘門可自動浮動的閘。

中文名稱

浮體閘

英文名稱

floating gate

定　　義

在水中隨水位變化，閘門可自動浮動的閘。

應(yīng)用學科

水利科技（一級學科），水工建筑（二級學科），擋水建筑物（三級學科）

網(wǎng)箱浮體在用狀況

我國養(yǎng)殖網(wǎng)箱在用浮體分兩類：一類專用型，約占網(wǎng)箱浮體在用量的5%；另一類利用型，約占網(wǎng)箱浮體在用量的95%，其中絕大部分利用200升鐵殼油桶，大約兩年銹蝕透水。

網(wǎng)箱浮體選擇標準

網(wǎng)箱養(yǎng)殖究竟如何選擇浮體？專家建議五條標準：一看使用壽命；二看抗險能力；三看水上平臺；四看安裝結(jié)構(gòu)；五看產(chǎn)品價格。綜合五條標準得出一個結(jié)論，就是通常說的“性價比”。

隨著海洋開發(fā)與海洋空間利用工程的進展，出現(xiàn)了多種形式的海洋結(jié)構(gòu)物。目前，基于海洋工程結(jié)構(gòu)的環(huán)境載荷、動力響應(yīng)特性及動力響應(yīng)分析方法研究的不斷深入，形成了一門嶄新的學科——海洋工程結(jié)構(gòu)動力學。該學科為海洋工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計開發(fā)、建造、安裝及運行管理，提供堅實的理論基礎(chǔ)與分析方法。

海洋工程結(jié)構(gòu)物的基本用途包括海洋開發(fā)和海洋利用。目前，海洋結(jié)構(gòu)物的大部分用于海洋油氣的勘探、開發(fā)、生產(chǎn)及儲運。這些結(jié)構(gòu)物包括固定式平臺、移動式鉆井平臺、海底管道、油氣浮式生產(chǎn)系統(tǒng)及近幾年發(fā)展起來的深海平臺等。近幾年來，海洋開發(fā)和利用工程發(fā)展迅猛，新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)日新月異，其用途、結(jié)構(gòu)形式及工作原理千差萬別。本書凝練出海洋工程結(jié)構(gòu)中具有普遍意義的動力學問題，進行深入闡述。

全書共分12章。第1章回顧海洋工程結(jié)構(gòu)的進展并總結(jié)海洋結(jié)構(gòu)特征，提出海洋工程所面臨的重大理論和技術(shù)課題；第2章討論海洋環(huán)境，重點討論波浪載荷計算方法；第3章結(jié)合海洋工程結(jié)構(gòu)，介紹單自由度系統(tǒng)動力學的基本理論與方法；第4章討論隨機振動的基本理論、隨機波浪載荷計算、單自由度線性結(jié)構(gòu)隨機振動的響應(yīng)特性等；第5章結(jié)合海洋工程中的系泊結(jié)構(gòu)、鉸接塔平臺、單點系泊系統(tǒng)等，介紹單自由度非線性系統(tǒng)振動分析方法，討論海洋工程結(jié)構(gòu)的運動突變及異頻振動等；第6章結(jié)合海洋多點系泊船舶、固定平臺及牽索塔平臺，討論多自由度系統(tǒng)的模型建立及動力學理論與方法等；第7章介紹多自由度非線性系統(tǒng)分析方法及動力特性，討論非線性多自由度系統(tǒng)的內(nèi)共振、參數(shù)激勵、組合共振等問題，同時介紹了多自由度系統(tǒng)隨機激勵振動響應(yīng)分析方法；第8章介紹動力問題有限單元法以及振動方程求解的若干數(shù)值方法等；第9章介紹海流和風致渦激振動的機理、渦激升力及渦激響應(yīng)分析方法，討論了非對稱截面的超馳振動問題及消除渦激的工程措施；第10章討論梁式結(jié)構(gòu)和纜索結(jié)構(gòu)建模，固有振動頻率及強迫振動響應(yīng)分析方法，介紹梁的參激動力穩(wěn)定性及隨機波激起的梁式結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)特性等；第11章計算固定平臺時域振動及隨機振動響應(yīng)，分析深海平臺張力腿波流作用下的非線性參激振動等；第12章介紹浮體在波浪中運動的分析理論，鉸接塔平臺、單點系泊和錨泊系統(tǒng)的分析方法以及2100433B