海洋工程水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物在海洋風(fēng)、浪、流環(huán)境條件作用下水動(dòng)力性能的模型試驗(yàn)研究方法及相關(guān)理論。主要內(nèi)容包括：海洋油氣開(kāi)發(fā)與海洋平臺(tái)簡(jiǎn)介；海洋工程水動(dòng)力模型試驗(yàn)的歷史沿革、作用，國(guó)內(nèi)外水池及其主要設(shè)施，水動(dòng)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(cè)量?jī)x器的分類(lèi)、標(biāo)定及模型測(cè)試校驗(yàn)；模型在風(fēng)、浪、流中的各種試驗(yàn)內(nèi)容與方法；試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析；試驗(yàn)研究項(xiàng)目的實(shí)施規(guī)程；深海平臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù)概述。    本書(shū)是我國(guó)海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)試驗(yàn)研究工作的總結(jié)，同時(shí)吸收了國(guó)際上的最新研究成果，注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)?？勺鳛楦叩仍盒４芭c海洋工程專(zhuān)業(yè)的本科生教材和研究生的教學(xué)參考用書(shū)，也可供海上油氣開(kāi)發(fā)部門(mén)、船廠、設(shè)計(jì)研究單位從事海洋工程科技人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 總論　1.1 海洋開(kāi)發(fā)與海洋工程概述　1.2 海洋油氣開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介　1.3 我國(guó)的海疆和海上油氣資源　1.4 我國(guó)能源的形勢(shì)和戰(zhàn)略　1.5 海洋環(huán)境條件綜述　1.6 海上油氣開(kāi)發(fā)裝備——海洋平臺(tái)的分類(lèi)第2章 海洋工程模型水動(dòng)力試驗(yàn)研究概述　2.1 模型水動(dòng)力試驗(yàn)研究沿革　2.2 模型試驗(yàn)對(duì)船舶及海洋平臺(tái)科技進(jìn)步的作用　2.3 國(guó)外海洋工程水池　2.4 中國(guó)海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　2.5 海洋工程水池的主要試驗(yàn)設(shè)施第3章 海洋工程模型試驗(yàn)研究的水動(dòng)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(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系和六自由度運(yùn)動(dòng)　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(xiàn)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(yàn)的海洋環(huán)境條件　4.4 風(fēng)的模擬　4.5 流的模擬　4.6 波浪的模擬第5章 測(cè)量?jī)x器的分類(lèi)、標(biāo)定及模型測(cè)試校驗(yàn)　5.1 試驗(yàn)測(cè)量?jī)x器的分類(lèi)　5.2 試驗(yàn)測(cè)量?jī)x器的標(biāo)定　5.3 模型在靜水中浮態(tài)的觀測(cè)　5.4 靜水中浮體模型的單自由度運(yùn)動(dòng)衰減試驗(yàn)　5.5 浮體及其系泊系統(tǒng)模型在靜水中的測(cè)試　5.6 浮體模型的風(fēng)、流作用力試驗(yàn)第6章 模型在波浪中的試驗(yàn)　6.1 試驗(yàn)前水池的準(zhǔn)備事項(xiàng)　6.2 模型在規(guī)則波中的試驗(yàn)　6.3 模型在不規(guī)則波中的試驗(yàn)　6.4 模型水動(dòng)力試驗(yàn)的種類(lèi)　6.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)介第7章 試驗(yàn)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(shí)域統(tǒng)計(jì)分析　7.3 頻域譜分析　7.4 交叉譜分析　7.5 規(guī)則波試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析　7.6 海洋工程水池試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析軟件第8章 試驗(yàn)研究項(xiàng)目的實(shí)施規(guī)程　8.1 項(xiàng)目實(shí)施的流程框圖　8.2 技術(shù)任務(wù)書(shū)　8.3 總體安排與試驗(yàn)大綱編制　8.4 試驗(yàn)準(zhǔn)備　8.5 水池試驗(yàn)　8.6 試驗(yàn)總結(jié)第9章 深海平臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù)概述　9.1 解決深海平臺(tái)模型試驗(yàn)技術(shù)的途徑　9.2 混合模型試驗(yàn)技術(shù)　9.3 混合模型試驗(yàn)技術(shù)的可靠性驗(yàn)證參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：當(dāng)時(shí)對(duì)船舶阻力、推進(jìn)和操縱性能的模型試驗(yàn)都是在靜水中進(jìn)行的，其預(yù)報(bào)的有關(guān)性能也限于實(shí)船在靜水中的航行情況。對(duì)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(jìn)行模型試驗(yàn)。直到20世紀(jì)50年代初，丹尼斯、皮爾遜等學(xué)者把平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程和線(xiàn)性迭加原理用于研究船舶在不規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)性能，船舶耐波性問(wèn)題的研究才有了“質(zhì)的飛躍”，其內(nèi)容包括船在實(shí)際海浪中的運(yùn)動(dòng)、阻力增加、船舶失速、甲板上浪等問(wèn)題。在船模試驗(yàn)設(shè)施方面則專(zhuān)門(mén)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(jì)50年代末，美國(guó)泰洛試驗(yàn)池和荷蘭試驗(yàn)池分別建成了相當(dāng)規(guī)模的耐波性水池，從此船模的耐波性試驗(yàn)可在不規(guī)則波浪中進(jìn)行，我國(guó)702研究所也于20世紀(jì)60年代末建成了耐波性水池。船模航行性能試驗(yàn)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(fēng)筒，則船模試驗(yàn)研究的設(shè)施更為完善。海洋石油平臺(tái)的模型試驗(yàn)研究大體始于20世紀(jì)60年代末。從事這方面工作的主要是船模試驗(yàn)研究單位。20世紀(jì)50年代末，人們開(kāi)始涉足海洋石油的勘探開(kāi)采。首先在淺水區(qū)域發(fā)現(xiàn)了油田并進(jìn)行油氣開(kāi)采，使用的是固定式海洋平臺(tái)，設(shè)置于某一海域的油田長(zhǎng)期從事生產(chǎn)作業(yè)，除需要了解風(fēng)、浪、流的作用力以外，還要考慮平臺(tái)是否上浪等問(wèn)題。船模試驗(yàn)研究單位根據(jù)需要適時(shí)拓展至海洋工程領(lǐng)域，國(guó)際船模試驗(yàn)池會(huì)議相應(yīng)地增設(shè)了海洋工程技術(shù)委員會(huì)。那時(shí)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的海洋工程水池，只能利用原有設(shè)施分別進(jìn)行試驗(yàn)研究，例如：將固定平臺(tái)模型的水下部分在拖曳水池中試驗(yàn)測(cè)定阻力以得到流對(duì)平臺(tái)的作用力；水上部分在風(fēng)筒中試驗(yàn)或?qū)⑵涞狗旁谒刂羞M(jìn)行拖曳試驗(yàn)以得到風(fēng)對(duì)平臺(tái)的作用力；把平臺(tái)置于耐波性水池中試驗(yàn)以得到波浪對(duì)平臺(tái)的作用力以及觀測(cè)平臺(tái)甲板的上浪。綜合上述分別測(cè)得的作用力便算是風(fēng)、浪、流對(duì)平臺(tái)總的作用力，忽略了風(fēng)、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(jìn)行導(dǎo)管架駁運(yùn)過(guò)程中的模型試驗(yàn)和導(dǎo)管架下水過(guò)程中的軌跡、姿態(tài)、就位定點(diǎn)等模型試驗(yàn)研究。

編輯推薦

　　《船舶與海洋工程專(zhuān)業(yè)規(guī)劃教材：海洋工程水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究》共分9章。第1章為總論，簡(jiǎn)要介紹海洋資源和海洋油氣開(kāi)發(fā)概況，我國(guó)海疆和海上油氣資源、海洋環(huán)境條件、海洋平臺(tái)的種類(lèi)。第2章介紹模型水動(dòng)力試驗(yàn)研究的歷史沿革及其對(duì)科技進(jìn)步的作用，國(guó)內(nèi)外主要海洋工程水池及主要試驗(yàn)設(shè)施。第3章重點(diǎn)闡述模型試驗(yàn)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(tái)運(yùn)動(dòng)與受力的分析、線(xiàn)性系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析和時(shí)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室十多年的工作經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地闡述海洋平臺(tái)模型（包括錨泊線(xiàn)、立管等）的制作和有關(guān)參數(shù)的模擬調(diào)節(jié)；水池中風(fēng)、浪、流等海洋環(huán)境的模擬；各類(lèi)測(cè)試儀器的介紹和標(biāo)定；模型在靜水、規(guī)則波和不規(guī)則波中的試驗(yàn)；測(cè)量數(shù)據(jù)的采集；試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析以及試驗(yàn)研究項(xiàng)目的實(shí)施規(guī)程等有關(guān)內(nèi)容。此外，對(duì)于深海平臺(tái)的試驗(yàn)技術(shù)也進(jìn)行了專(zhuān)題介紹，以適應(yīng)海洋石油開(kāi)發(fā)不斷向深海拓展的需要。

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