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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。
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●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。
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●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。
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●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
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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。
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●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
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●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
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●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
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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。
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●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
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●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
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●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。
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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。
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●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。
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●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。
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●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。
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●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。
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●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。
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●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。