海洋工程水動力學(xué)試驗研究

內(nèi)容概要

本書介紹船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物在海洋風、浪、流環(huán)境條件作用下水動力性能的模型試驗研究方法及相關(guān)理論。主要內(nèi)容包括：海洋油氣開發(fā)與海洋平臺簡介；海洋工程水動力模型試驗的歷史沿革、作用，國內(nèi)外水池及其主要設(shè)施，水動力學(xué)基礎(chǔ)；模型制作及海洋環(huán)境條件模擬的方法和理論；測量儀器的分類、標定及模型測試校驗；模型在風、浪、流中的各種試驗內(nèi)容與方法；試驗數(shù)據(jù)的處理與分析；試驗研究項目的實施規(guī)程；深海平臺模型試驗技術(shù)概述。    本書是我國海洋工程國家重點實驗室多年來試驗研究工作的總結(jié)，同時吸收了國際上的最新研究成果，注重實踐能力的培養(yǎng)?？勺鳛楦叩仍盒４芭c海洋工程專業(yè)的本科生教材和研究生的教學(xué)參考用書，也可供海上油氣開發(fā)部門、船廠、設(shè)計研究單位從事海洋工程科技人員參考。

書籍目錄

第1章 總論　1.1 海洋開發(fā)與海洋工程概述　1.2 海洋油氣開發(fā)簡介　1.3 我國的海疆和海上油氣資源　1.4 我國能源的形勢和戰(zhàn)略　1.5 海洋環(huán)境條件綜述　1.6 海上油氣開發(fā)裝備——海洋平臺的分類第2章 海洋工程模型水動力試驗研究概述　2.1 模型水動力試驗研究沿革　2.2 模型試驗對船舶及海洋平臺科技進步的作用　2.3 國外海洋工程水池　2.4 中國海洋工程國家重點實驗室　2.5 海洋工程水池的主要試驗設(shè)施第3章 海洋工程模型試驗研究的水動力學(xué)基礎(chǔ)　3.1 相似理論　3.2 海洋環(huán)境條件的理論描述　3.3 浮體運動的坐標系和六自由度運動　3.4 浮體所受的海洋環(huán)境載荷、流體作用力與系泊力　3.5 附加質(zhì)量、固有周期和阻尼　3.6 線性系統(tǒng)的響應(yīng)關(guān)系概述第4章 模型制作及海洋環(huán)境條件模擬　4.1 模型縮尺比的選擇　4.2 模型制作及相關(guān)參數(shù)的模擬　4.3 模型試驗的海洋環(huán)境條件　4.4 風的模擬　4.5 流的模擬　4.6 波浪的模擬第5章 測量儀器的分類、標定及模型測試校驗　5.1 試驗測量儀器的分類　5.2 試驗測量儀器的標定　5.3 模型在靜水中浮態(tài)的觀測　5.4 靜水中浮體模型的單自由度運動衰減試驗　5.5 浮體及其系泊系統(tǒng)模型在靜水中的測試　5.6 浮體模型的風、流作用力試驗第6章 模型在波浪中的試驗　6.1 試驗前水池的準備事項　6.2 模型在規(guī)則波中的試驗　6.3 模型在不規(guī)則波中的試驗　6.4 模型水動力試驗的種類　6.5 試驗數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)簡介第7章 試驗數(shù)據(jù)的處理與分析　7.1 誤差分析與數(shù)據(jù)處理　7.2 時域統(tǒng)計分析　7.3 頻域譜分析　7.4 交叉譜分析　7.5 規(guī)則波試驗數(shù)據(jù)分析　7.6 海洋工程水池試驗數(shù)據(jù)處理與分析軟件第8章 試驗研究項目的實施規(guī)程　8.1 項目實施的流程框圖　8.2 技術(shù)任務(wù)書　8.3 總體安排與試驗大綱編制　8.4 試驗準備　8.5 水池試驗　8.6 試驗總結(jié)第9章 深海平臺模型試驗技術(shù)概述　9.1 解決深海平臺模型試驗技術(shù)的途徑　9.2 混合模型試驗技術(shù)　9.3 混合模型試驗技術(shù)的可靠性驗證參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：當時對船舶阻力、推進和操縱性能的模型試驗都是在靜水中進行的，其預(yù)報的有關(guān)性能也限于實船在靜水中的航行情況。對于耐波性的研究主要是在規(guī)則波中橫浪（橫搖）和迎浪（縱搖、升沉）進行模型試驗。直到20世紀50年代初，丹尼斯、皮爾遜等學(xué)者把平穩(wěn)隨機過程和線性迭加原理用于研究船舶在不規(guī)則波中的運動性能，船舶耐波性問題的研究才有了“質(zhì)的飛躍”，其內(nèi)容包括船在實際海浪中的運動、阻力增加、船舶失速、甲板上浪等問題。在船模試驗設(shè)施方面則專門建造了耐波性水池，在水池中可以模擬海上的不規(guī)則波。20世紀50年代末，美國泰洛試驗池和荷蘭試驗池分別建成了相當規(guī)模的耐波性水池，從此船模的耐波性試驗可在不規(guī)則波浪中進行，我國702研究所也于20世紀60年代末建成了耐波性水池。船模航行性能試驗研究的主要設(shè)施是船模拖曳水池、空泡水筒、操縱性水池和耐波性水池，如果再配置循環(huán)水槽和低速風筒，則船模試驗研究的設(shè)施更為完善。海洋石油平臺的模型試驗研究大體始于20世紀60年代末。從事這方面工作的主要是船模試驗研究單位。20世紀50年代末，人們開始涉足海洋石油的勘探開采。首先在淺水區(qū)域發(fā)現(xiàn)了油田并進行油氣開采，使用的是固定式海洋平臺，設(shè)置于某一海域的油田長期從事生產(chǎn)作業(yè)，除需要了解風、浪、流的作用力以外，還要考慮平臺是否上浪等問題。船模試驗研究單位根據(jù)需要適時拓展至海洋工程領(lǐng)域，國際船模試驗池會議相應(yīng)地增設(shè)了海洋工程技術(shù)委員會。那時還沒有專門的海洋工程水池，只能利用原有設(shè)施分別進行試驗研究，例如：將固定平臺模型的水下部分在拖曳水池中試驗測定阻力以得到流對平臺的作用力；水上部分在風筒中試驗或?qū)⑵涞狗旁谒刂羞M行拖曳試驗以得到風對平臺的作用力；把平臺置于耐波性水池中試驗以得到波浪對平臺的作用力以及觀測平臺甲板的上浪。綜合上述分別測得的作用力便算是風、浪、流對平臺總的作用力，忽略了風、浪、流之間的相互影響作用。此外還在拖曳水池或耐波性水池中進行導(dǎo)管架駁運過程中的模型試驗和導(dǎo)管架下水過程中的軌跡、姿態(tài)、就位定點等模型試驗研究。

編輯推薦

　　《船舶與海洋工程專業(yè)規(guī)劃教材：海洋工程水動力學(xué)試驗研究》共分9章。第1章為總論，簡要介紹海洋資源和海洋油氣開發(fā)概況，我國海疆和海上油氣資源、海洋環(huán)境條件、海洋平臺的種類。第2章介紹模型水動力試驗研究的歷史沿革及其對科技進步的作用，國內(nèi)外主要海洋工程水池及主要試驗設(shè)施。第3章重點闡述模型試驗研究的基礎(chǔ)理論，包括：相似理論、海洋環(huán)境條件（特別是海浪）的理論描述、浮式海洋平臺運動與受力的分析、線性系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析和時域分析方法。余下各章主要結(jié)合上海交通大學(xué)海洋工程國家重點實驗室十多年的工作經(jīng)驗，系統(tǒng)地闡述海洋平臺模型（包括錨泊線、立管等）的制作和有關(guān)參數(shù)的模擬調(diào)節(jié)；水池中風、浪、流等海洋環(huán)境的模擬；各類測試儀器的介紹和標定；模型在靜水、規(guī)則波和不規(guī)則波中的試驗；測量數(shù)據(jù)的采集；試驗數(shù)據(jù)的處理與分析以及試驗研究項目的實施規(guī)程等有關(guān)內(nèi)容。此外，對于深海平臺的試驗技術(shù)也進行了專題介紹，以適應(yīng)海洋石油開發(fā)不斷向深海拓展的需要。

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