船舶与海洋工程原理(上)
船舶与海洋工程原理(上)
1000+ 人选课
更新日期:2025/06/28
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
船舶与海洋工程原理,是由哈尔滨工程大学长江学者段文洋教授团队,面向新时代对船舶与海洋工程本科专业学生的创新能力培养要求,按照国家金课“两性一度”高标准,对于船海结构物不仅知其然,还要知其所以然;对海洋开发不仅理解已有手段,还要梦想创造模式;对于课程教学不仅融入其中,还要师生互动促进相长。本课程精选融合中国、美国、日本、欧洲等海洋强国该专业教材和课程的历史演变,精心准备8大板块共64学时的教学内容,特聘中国工程院和美国工程院院士Faltinsen教授和Webster教授加盟4学时关于高速船和操纵性的讲授,展现更宽广的视野、更深邃的内涵以及更有特色的体系。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
课程概论与船海几何
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课程介绍
学习本课程的目的
段文洋
本课程的创新发展
段文洋
本课程的内容板块
段文洋
本课程的学习要求
段文洋
传统的海洋结构物几何表达
三视图与主尺度
段文洋
形状系数
段文洋
型线图
段文洋
积分近似计算
段文洋
数字化工业产品几何表达
工业产品几何的科学与技术
段文洋
数字化几何表达发展
段文洋
数字化几何软件与应用
段文洋
海洋结构物浮性与初稳性
流体静压与结构物浮性
流体静压作用
段文洋
浮体的浮态
段文洋
排水量与浮心位置计算
段文洋
海洋结构物初稳性基础
稳性概念
段文洋
浮心位置移动
段文洋
直壁浮体的稳心
段文洋
初稳性高
段文洋
初稳性的不利影响
固体载荷变动的影响
段文洋
液体载荷自由面影响
段文洋
搁浅或入船坞的稳性
段文洋
实船重心高度的确定实验
段文洋
海洋结构物动力环境
海浪基础
海浪现象
段文洋
线性规则水波
段文洋
海啸现象解读
段文洋
海况的概念
段文洋
有义波高的概念
段文洋
海浪谱
不规则波的叠加原理
段文洋
海浪的统计与概率分析
段文洋
海浪谱分析
段文洋
随机海浪工程分析理论回顾
段文洋
风浪流统计与内波
海浪短期统计
段文洋
海浪长期统计
段文洋
海风
段文洋
海流
段文洋
内波
段文洋
船舶与海洋结构物耐波性
耐波性运动学
耐波性:实际问题
段文洋
六自由度摇荡运动
段文洋
耐波性坐标系与浪向角
段文洋
遭遇频率
段文洋
浮体绝对与相对运动
段文洋
水动力系数与固有频率
波浪响应线性系统
段文洋
水动力——附加质量与阻尼
段文洋
兴波阻尼与辐射波能
段文洋
非线性阻尼等价线性化
段文洋
自由衰减运动与固有频率
段文洋
强迫振荡试验
段文洋
波浪力与频响特性
波浪力
段文洋
频域运动方程
段文洋
频域响应特性
段文洋
不规则波响应谱与统计值
段文洋
时域模拟与卡明思方程
海洋结构物运动时域模拟
段文洋
卡明思方程
段文洋
水动力延迟函数
段文洋
间接和直接时域模拟
段文洋
频域运动切片法和面元法
六自由度摇荡动力学方程
段文洋
耦合摇荡频域动力学方程
段文洋
细长结构物水动力的切片法
段文洋
任意结构物水动力的面元法
段文洋
船舶减摇和不规则波运动特性
船舶横摇阻尼特性
段文洋
船舶减摇装置
段文洋
规则波中船舶运动特性
段文洋
不规则波中船舶运动特性
段文洋
  • 第一章课程概论与船海几何

    本章介绍船舶与海洋工程原理课程的学习目的和主要学习内容。学习掌握船舶与海洋结构物产品几何的传统表达、与结构物几何相关的积分近似计算方法、工业产品与结构物几何的现代三维数字化表达方法。

  • 1.1课程介绍

    介绍船舶与海洋工程原理课程学习目的、主要内容、创新发展,以及学习要求。

  • 1.2传统的海洋结构物几何表达

    学习船舶与海洋结构物产品的几何描述方法、主尺度、船型系数与积分近似计算方法。

  • 1.3数字化工业产品几何表达

    学习船舶与海洋结构物产品的几何三维数字化表述原理,自由曲面数字化表达标准

  • 第二章海洋结构物浮性与初稳性

    本章介绍所有水中结构物,如各类船舶、潜艇/潜器/水中机器人、水面/水下作业平台、以及未来各种海洋能源/资源利用新型海洋结构物,不同于陆上和空中结构物的基本静水力特征。学习掌握水中结构物的浮性计算方法、初稳性的原理和计算应用。

  • 2.1流体静压与结构物浮性

    浮体的浮性、排水量与浮心位置的计算方法

  • 2.2海洋结构物初稳性基础

    稳性的概念及初稳性的计算方法

  • 2.3初稳性的不利影响

    移动载荷、自由液面的存在、搁浅和入坞对浮体初稳性的影响

  • 第三章海洋结构物动力环境

    本章介绍船舶与海洋工程全寿期遭遇的海洋动力环境特性,包括海风、海浪、海流、海啸、内波等自然现象的基本规律。学习掌握物理海洋动力环境描述的数学表述方法及其参数内涵、海浪流场变化的特征和规律、海洋随机现象的短期统计和长期统计。

  • 3.1海浪基础

    介绍海浪现象、线性波浪理论、海况、有义波高等基本概念

  • 3.2海浪谱

    介绍不规则波的线性叠加原理、波面的高斯统计分布、波高等特征量的瑞利统计分布和概率分析、海浪谱的定义及分析、频时转换等

  • 3.3风浪流统计与内波

    学习海浪的短期统计和海浪长期统计、百年一遇海况的预报、海风、海流、内波的基本概念和设计波的概念。

  • 第四章船舶与海洋结构物耐波性

    本章介绍以船舶为典型代表的各类海洋浮体在随机风浪作用下,产生的摇荡运动以及砰击、上浪、失速等事件的动力学分析方法及其规律。学习耐波性运动学、摇荡运动水动力、波浪作用力、六自由摇荡运动频率响应特性。掌握遭遇频率、固有频率、附加质量、兴波阻尼等重要物理概念,摇荡运动的频域和时域解,和常见的减摇装置及其水动力学原理。

  • 4.1耐波性运动学

    学习浮式结构物耐波性的定义、船舶与海洋工程中常见的耐波性问题和浮体在波浪中的运动学描述方法。

  • 4.2水动力系数与固有频率

    学习波物线性响应系统、水动力附加质量和阻尼系数、浮体水波辐射问题、非线性阻尼等价线性化方法、浮体摇荡运动固有频率的理论,以及浮体强迫振荡试验原理。

  • 4.3波浪力与频响特性

    学习海洋结构物波浪力的组成与性质、频域运动分析方法,船舶与海洋浮式结构物频域响应特性、不规则波响应谱及其统计值。

  • 4.4时域模拟与卡明思方程

    学习海洋结构物瞬态运动和水动力的时域分析方法,水波作用力的记忆效应、浮体延迟函数和卡明思方程、线性系统的间接时域模拟和非线性系统的直接时域模拟。

  • 4.5频域运动切片法和面元法

    学习船舶与海洋浮式结构物6自由度动力学方程、海洋细长海洋结构物水动力计算的切片法概念、船舶线性摇荡运动计算的三种切片法、任意形状海洋结构水动力计算面元法要点。

  • 4.6船舶减摇和不规则波运动特性

    学习船舶横摇阻尼特性、常见船舶减摇装置(舭龙骨、减摇水舱、减摇鳍)的减摇原理、船在不规则波浪中的运动特性。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 课程概论与船海几何

    1.1 课程介绍

    1.2 传统的海洋结构物几何表达

    1.3 数字化工业产品几何表达

    视频数11
  • 第二章  作业测试
    第二章 海洋结构物浮性与初稳性

    2.1 流体静压与结构物浮性

    2.2 海洋结构物初稳性基础

    2.3 初稳性的不利影响

    视频数11
  • 第三章  作业测试
    第三章 海洋结构物动力环境

    3.1 海浪基础

    3.2 海浪谱

    3.3 风浪流统计与内波

    视频数14
  • 第四章  作业测试
    第四章 船舶与海洋结构物耐波性

    4.1 耐波性运动学

    4.2 水动力系数与固有频率

    4.3 波浪力与频响特性

    4.4 时域模拟与卡明思方程

    4.5 频域运动切片法和面元法

    4.6 船舶减摇和不规则波运动特性

    视频数27
  • 期末考试