目錄
第1章 緒論 1
1.1 海洋概況 1
1.1.1 海水基本的物化性質(zhì) 2
1.1.2 海洋資源、能源及開發(fā) 5
1.1.3 我國近海 7
1.2 海洋工程概況 11
1.2.1 海洋工程結(jié)構(gòu)物類型 12
1.2.2 海洋平臺 15
1.3 海洋工程結(jié)構(gòu)物的外部環(huán)境 22
1.3.1 常規(guī)海洋物理環(huán)境 23
1.3.2 海底地形特征 24
1.4 海洋工程結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部流動環(huán)境 26
1.5 海洋環(huán)境與載荷的研究內(nèi)容 27
1.5.1 海洋環(huán)境與載荷的主要內(nèi)容 27
1.5.2 分析方法 28
思考題與習(xí)題 29
第2章 海風(fēng)及海風(fēng)載荷 30
2.1 大氣物理環(huán)境 30
2.1.1 大氣狀態(tài) 30
2.1.2 氣壓形勢圖及氣壓場 31
2.2 風(fēng)的成因 34
2.2.1 形成風(fēng)的直接原因 34
2.2.2 熱力環(huán)流 34
2.3 大氣運動方程 36
2.3.1 科里奧利加速度 37
2.3.2 運動方程 39
2.4 風(fēng)的類型 42
2.4.1 地轉(zhuǎn)風(fēng) 42
2.4.2 梯度風(fēng) 42
2.4.3 海面風(fēng) 43
2.4.4 臺風(fēng) 45
2.5 風(fēng)的描述 48
2.5.1 風(fēng)向 48
2.5.2 風(fēng)級 49
2.6 風(fēng)速計算 50
2.6.1 地轉(zhuǎn)風(fēng)速計算 50
2.6.2 梯度風(fēng)速計算 51
2.6.3 海面風(fēng)速計算 52
2.7 風(fēng)載荷的計算 59
2.7.1 風(fēng)壓力及風(fēng)作用力 59
2.7.2 規(guī)范中的風(fēng)載荷計算 61
2.7.3 風(fēng)作用力的動態(tài)特性 63
思考題與習(xí)題 63
第3章 波浪與波浪載荷 66
3.1 海浪的分類及基本要素 66
3.1.1 海浪類型 66
3.1.2 波浪要素 67
3.2 液體表面波運動描述 68
3.2.1 流體動力學(xué)基本方程 68
3.2.2 液體表面波的基本方程 71
3.3 常見的波浪理論 73
3.3.1 微幅波(線性波)理論 73
3.3.2 斯托克斯波理論 81
3.3.3 橢圓余弦波理論 83
3.3.4 孤立波理論 84
3.3.5 幾種常見波浪理論的適用范圍 85
3.4 隨機波浪理論 86
3.4.1 隨機變量的統(tǒng)計特征值 87
3.4.2 海浪的描述 87
3.4.3 隨機波浪的統(tǒng)計特征 88
3.4.4 海浪的長期分布規(guī)律 94
3.4.5 設(shè)計波 99
3.4.6 隨機過程海浪的譜分析 101
3.5 近岸波浪傳播的變形 105
3.5.1 淺水影響 105
3.5.2 波浪的折射 106
3.5.3 波浪的繞射 107
3.5.4 波浪的反射 108
3.5.5 波浪的破碎 109
3.6 結(jié)構(gòu)物上的波浪力 110
3.6.1 小尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力 111
3.6.2 大尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力 119
思考題與習(xí)題 122
第4章 海洋潮汐 123
4.1 潮汐現(xiàn)象及潮汐成因 123
4.1.1 影響潮汐的天文因素 123
4.1.2 潮汐成因 127
4.1.3 潮汐類型 129
4.1.4 潮汐要素 130
4.1.5 潮汐不等現(xiàn)象 131
4.2 引潮力的計算 132
4.2.1 引潮力 132
4.2.2 引潮力勢函數(shù) 133
4.2.3 潮高表達式 136
4.3 潮汐動力理論 137
4.4 潮流及潮流運動方程 139
4.4.1 潮流 139
4.4.2 潮流運動方程 140
4.5 風(fēng)暴潮 143
4.5.1 風(fēng)暴的成因及特點 143
4.5.2 風(fēng)暴潮的運動方程 145
4.6 設(shè)計水位 145
4.6.1 設(shè)計水位的確定 146
4.6.2 校核水位的確定 148
思考題與習(xí)題 149
第5章 海流與海流載荷 150
5.1 海流成因及分類 150
5.1.1 海流的成因 150
5.1.2 海流的分類 150
5.2 海流運動的受力分析 151
5.2.1 重力 151
5.2.2 壓強梯度力 152
5.2.3 地轉(zhuǎn)偏向力 153
5.2.4 切應(yīng)力 153
5.3 風(fēng)海流 153
5.3.1 �？寺鼰o限深海漂流理論 153
5.3.2 淺海風(fēng)海流 156
5.3.3 風(fēng)海流的體積運輸 157
5.4 地轉(zhuǎn)流 157
5.5 大洋環(huán)流 158
5.5.1 風(fēng)生環(huán)流 158
5.5.2 熱鹽環(huán)流 160
5.6 海流載荷的計算 161
5.6.1 單一海流載荷 161
5.6.2 波流聯(lián)合載荷 161
思考題與習(xí)題 162
第6章 渦激振動 163
6.1 渦激振動機理 163
6.1.1 繞流及邊界層 163
6.1.2 邊界層分離及旋渦脫落 166
6.1.3 繞流形成的流體作用力 170
6.1.4 渦激振動的產(chǎn)生 172
6.1.5 渦激振動的研究現(xiàn)狀 173
6.2 渦激振動抑制 176
6.2.1 調(diào)整自身結(jié)構(gòu)參數(shù) 176
6.2.2 改變邊界層分離點 177
6.2.3 抑制尾渦的發(fā)展 178
6.2.4 典型的渦激振動抑制裝置 179
6.2.5 抑制裝置的分類 184
思考題與習(xí)題 186
第7章 海冰與冰載荷 187
7.1 海冰的形成、分類及其特性 188
7.1.1 海冰的形成 188
7.1.2 海冰的分類 189
7.1.3 海冰的特性 189
7.2 海冰載荷的計算 197
7.2.1 海冰載荷的主要形式及影響因素 197
7.2.2 作用在構(gòu)筑物上的冰載荷 198
思考題與習(xí)題 203
第8章 地震與海嘯 204
8.1 地震 204
8.1.1 地震的成因及分布 204
8.1.2 地震波及其特性 206
8.1.3 地震力的計算 208
8.1.4 載荷組合計算方法 210
8.2 海嘯 212
8.2.1 海嘯的形成與分布 212
8.2.2 海嘯的傳播 214
思考題與習(xí)題 217
主要參考文獻 218