波浪对深海海洋平台作用的时域模拟 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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耿宝磊，金瑞佳，沈文君 著

图书标签:

• 海洋工程
• 波浪力学
• 时域分析
• 深海平台
• 数值模拟
• 结构动力学
• 水动力学
• 海洋结构
• 计算方法
• 工程应用

出版社： 人民交通出版社股份有限公司

ISBN：9787114142987

版次：1

商品编码：12367548

包装：平装

丛书名： 海洋动力工程研究论丛

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

字数：206000

内容简介

本文采用高阶边界元方法，在时域内首先研究了绕（辐）射场中具有大尺度结构物和小尺度杆件的复合海洋结构上小尺度杆件的波浪荷载，重点研究了我国南海百年一遇灾害海洋环境下一座Truss Spar 平台和一座半潜平台的水动力特性。

《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》 本书深入探讨了波浪荷载对深海海洋平台动力响应的时域模拟技术，旨在为海洋工程领域的研究人员、工程师以及相关专业学生提供一套全面而实用的理论框架与方法指导。 核心内容与技术解析： 本书将首先系统性地梳理波浪理论的最新进展，重点关注与深海环境相关的波浪谱模型，如JONSWAP谱、ISS谱等，并详细介绍如何根据实际海况参数（如波高、周期、风速等）构建准确的波浪时程。 随后，我们将聚焦海洋平台的结构动力学分析。书中将详细阐述平台结构的离散化方法，例如有限元法，以及如何构建平台的运动方程。在此基础上，本书将重点介绍如何将波浪荷载引入到平台的动力学模型中。这包括但不限于： 波浪力计算： 详细讲解Morison方程在计算粘性流体阻尼和惯性力中的应用，以及适用于更大尺度结构（如沉箱、浮筒）的绕射-辐射理论。本书将结合大量的工程实例，分析不同结构形式（如张力腿平台、半潜式平台、Spar平台、FPSO等）在波浪作用下的受力特性。 时域积分方法： 深入分析常用的时域求解算法，如Newmark-β法、Wilson-θ法等，并详细讨论其在计算平台瞬时位移、速度和加速度等动力响应方面的精度与稳定性。本书将提供详细的算法推导和程序实现思路，帮助读者掌握独立进行数值模拟的能力。 耦合分析： 针对深海平台而言，波浪与平台之间的耦合作用至关重要。本书将详细介绍如何处理波浪对平台运动的反馈作用，即平台运动反过来影响波浪分布的耦合过程。重点讨论流固耦合、水体运动与结构运动的相互影响。 环境载荷的综合考虑： 除了波浪，深海平台还会受到洋流、风、冰等多种环境载荷的影响。本书将探讨如何将这些载荷的时域表现纳入到平台的动力学模型中，实现多载荷耦合作用下的平台响应分析。 实践应用与案例分析： 本书并非仅限于理论推导，更注重实际应用。书中将包含丰富的案例研究，涵盖不同类型深海海洋平台在典型海洋环境下的模拟结果。这些案例将展示： 平台运动响应分析： 包括浪涌、纵摇、横摇、垂荡、横移和首移等六自由度运动的幅值和相位分析，以及平台在极端波浪条件下的极端响应评估。 平台系泊系统分析： 详细分析波浪载荷对平台系泊链、锚固系统的影响，如何进行系泊系统的张力、应力分析，以及如何优化系泊系统的设计以提高平台的稳健性。 结构应力与疲劳评估： 通过时域模拟得到的平台结构各部分的动力响应，结合材料力学和疲劳理论，对平台的结构应力集中、危险节点进行分析，并初步探讨疲劳寿命的评估方法。 可靠性与安全性评估： 基于模拟结果，本书将指导读者如何进行平台的可靠性分析，评估平台在各种工况下的安全性，以及为平台的设计优化和运行维护提供科学依据。 技术亮点与创新之处： 详细的时域仿真流程： 提供从环境数据处理、波浪荷载生成、结构动力学建模到结果后处理的全流程详细指导。 先进的数值方法： 深入剖析前沿的数值计算技术，为解决复杂的海况和结构耦合问题提供高效方案。 丰富的工程实例： 通过精心挑选的案例，生动地展示理论知识在实际工程中的应用，增强读者的理解与实践能力。 面向未来的展望： 结合当前深海开发的新趋势，对未来深海海洋平台时域模拟技术的发展方向进行探讨，如智能化模拟、机器学习辅助分析等。 目标读者： 本书适合于从事海洋工程、船舶与海洋工程、土木工程、机械工程等领域的科研人员、高校教师、研究生，以及从事海洋平台设计、建造、运营和维护的工程师。通过阅读本书，读者能够掌握深海海洋平台波浪作用时域模拟的核心技术，提升在复杂海洋环境下的平台设计与分析能力。 致谢： 本书的完成离不开众多同行专家和学者们的宝贵意见与支持。感谢在本书编写过程中给予指导和帮助的每一位人士。 前言： 随着全球能源需求的不断增长，深海油气资源的开发已成为重要的战略方向。深海海洋平台作为开发这些资源的关键基础设施，其设计与安全运营面临着前所未有的挑战。波浪作为深海环境中最为显著的动力载荷之一，其作用的准确评估与模拟对于保障平台的结构安全、稳定性以及人员生命财产安全至关重要。 传统上，许多平台设计依赖于频域分析方法。然而，频域方法在处理非线性效应、随机载荷以及瞬态响应方面存在局限性。时域模拟技术则能够更精确地捕捉波浪与平台之间复杂的动力交互过程，尤其是在极端海况下，时域模拟的优势更为凸显。 本书旨在系统性地介绍并深入探讨适用于深海海洋平台的波浪作用时域模拟技术。我们力求在理论严谨性的基础上，结合丰富的工程实践，为读者提供一套切实可行的分析工具和方法论。通过掌握时域模拟技术，研究人员和工程师们将能够更全面地理解波浪载荷对平台的影响，优化平台结构设计，提高平台的抗风险能力，从而为深海资源的持续、安全开发奠定坚实的技术基础。 本书涵盖了从波浪理论基础到具体数值模拟实现的全过程。我们详细阐述了波浪模型、结构动力学方程、波浪力计算方法，以及各种数值求解算法。同时，通过大量工程案例的引入，力求将抽象的理论与实际问题紧密结合，帮助读者更好地理解和应用所学知识。 我们希望本书能够成为一本具有参考价值的专著，不仅能够帮助读者掌握深海海洋平台时域模拟的核心技术，更能启发大家在这一领域进行更深入的探索与创新。 目录（示例）： 第一章 绪论 1.1 深海海洋平台概述 1.2 波浪对海洋平台作用的重要性 1.3 频域分析与时域模拟的比较 1.4 本书的研究内容与组织结构 第二章 深海波浪理论基础 2.1 随机波浪理论 2.1.1 波浪谱的概念与形式 2.1.2 常用波浪谱模型（JONSWAP, ISS等） 2.2 波浪时程的生成 2.3 非线性波浪理论简介 第三章 海洋平台结构动力学模型 3.1 平台结构离散化方法（有限元法） 3.2 平台的运动方程 3.3 平台的质量、阻尼与刚度矩阵 3.4 常用平台结构形式的动力学特性 第四章 波浪荷载的时域计算 4.1 作用在平台上的波浪力 4.1.1 Morison方程的应用与局限性 4.1.2 绕射-辐射理论（适用于大尺度结构） 4.2 波浪力时程的生成 4.3 其他环境载荷（风、流）的考虑 第五章 时域动力响应模拟方法 5.1 时间积分方法 5.1.1 Newmark-β法 5.1.2 Wilson-θ法 5.1.3 其他常用方法 5.2 模拟的流程与步骤 5.3 模拟的精度与稳定性分析 第六章 耦合分析与非线性效应 6.1 波浪与平台运动的耦合作用 6.2 流固耦合分析 6.3 非线性效应在时域模拟中的体现 第七章 典型深海平台波浪作用的时域模拟案例 7.1 张力腿平台（TLP）案例分析 7.2 半潜式平台案例分析 7.3 Spar平台案例分析 7.4 FPSO案例分析 7.5 案例研究的参数设置与结果解读 第八章 模拟结果的应用与分析 8.1 平台运动响应分析 8.2 系泊系统分析 8.3 结构应力与疲劳评估 8.4 可靠性与安全性评估 第九章 软件实现与数值计算平台 9.1 常用数值模拟软件介绍 9.2 自编程序实现的关键技术 9.3 数值计算平台的选择与配置 第十章 未来展望 10.1 智能化与机器学习在模拟中的应用 10.2 新型海洋平台结构的时域模拟 10.3 模拟技术的发展趋势 参考文献 附录 A. 常用数学公式汇总 B. 常用物理量单位换算

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这本书的书名一听就很有技术含量，深海海洋平台，这本身就是一个极具挑战性的工程领域，而“波浪对作用”又直击核心问题。我之前读过一些关于海洋工程的书，大多偏向于结构设计或者流体力学的基础理论，很少有能这样直接切入实际应用场景，并且深入到“时域模拟”这一具体方法的。时域模拟，这几个字就暗示了本书会详细探讨如何一步一步地还原波浪在不同时间点的真实作用过程，而不是简单地给出一个平均值或者一个静态的受力分析。我非常好奇作者是如何处理波浪的复杂性，比如不同波形的叠加、随机性以及它们如何随时间演变。要知道，真实的海浪是极不稳定且瞬息万变的，想在模型中精确捕捉这些动态变化，需要非常强大的数学工具和数值计算能力。我尤其期待书中是否会介绍一些先进的波浪模型，比如JONSWAP、Pierson-Moskowitz等，以及这些模型在时域模拟中的具体应用。此外，深海平台的特点在于其承受的载荷非常大，而且环境恶劣，这对我来说，意味着模拟的精度和稳定性要求会非常高。我希望书中能够详细介绍如何处理这些极端工况，以及如何验证模拟结果的可靠性。这本书的名字让我对它充满了期待，感觉它会是一本非常扎实的、能解决实际问题的著作。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》这个书名时，我立刻被它吸引住了。深海海洋平台，这本身就是一个充满挑战和前沿技术的领域，而“波浪作用”和“时域模拟”则直接点明了本书的核心研究内容。我理解，“时域模拟”意味着作者将深入到时间维度，一步一步地还原波浪对平台产生的真实影响，而不是仅仅停留在静态的分析层面。这让我对书中可能涉及到的复杂的动力学模型和数值计算方法产生了浓厚的兴趣。我猜想，本书会详细介绍如何建立平台的运动方程，如何精确地描述不同类型的波浪（例如随机波），以及如何将这些波浪输入到模型中进行计算。我尤其好奇的是，书中会如何处理波浪的非线性效应，以及平台在极端波浪条件下的响应。此外，“深海”这个词，也暗示着本书的模拟可能还需要考虑水深、水压等因素对平台的影响。这本书的书名，让我觉得它是一本能够提供深入的技术见解和解决实际工程问题的著作，我非常期待能够阅读它。

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这本书的书名，《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》，一下就抓住了我的兴趣点。深海海洋平台，这是人类挑战海洋极限的标志性工程，而它们最直接的挑战者，莫过于无时无刻不在变化的波浪。“时域模拟”，这个词语暗示着本书将深入到最底层的物理过程，去捕捉时间序列上的每一个细微变化。我猜测，书中会详细阐述如何将真实的波浪环境转化为数学模型，例如如何描述波浪的幅度和频率的随机性，如何模拟波浪的非线性效应。接着，如何将这些模型应用于平台的动力学方程，进行数值求解。我尤其好奇的是，作者会如何处理波浪与平台结构之间的耦合作用，以及平台运动的反作用力对波浪的反馈。这不仅仅是一个简单的受力计算，而是一个复杂的相互作用过程。这本书的名字，让我觉得它是一本能够解答“为什么”和“如何做”的科学著作，它不仅讲述了现象，更揭示了背后的原理和方法，对于任何对深海工程感兴趣的人来说，都具有极大的吸引力。

评分☆☆☆☆☆

当我读到“波浪对深海海洋平台作用的时域模拟”这个书名时，我的脑海中立刻浮现出了波涛汹涌的海面，以及在其中屹立的巨大海上平台。这个书名非常直接地表达了本书的核心内容：它将关注波浪如何影响深海海洋平台，并且采用“时域模拟”这一技术手段。这让我联想到，本书不会仅仅停留在理论的概述，而是会深入到具体的计算方法和工程实践。时域模拟，这意味着作者会详细介绍如何在不同时间点上，计算波浪对平台施加的力，以及平台自身的运动响应。我期待书中能够详细介绍如何建立平台的动力学模型，包括平台的刚度、阻尼、质量等特性，以及如何将复杂的波浪模型，比如斯托克斯波理论或者更先进的非线性波浪模型，应用于模拟计算中。我特别想了解，在极端天气条件下，比如巨浪来袭时，本书的模拟方法能否准确地预测平台的响应，以及如何评估平台结构的安全性。这本书的书名，让我感觉它是一本能够为工程师提供实际指导的工具书，对于理解和应对海洋环境的挑战，具有重要的意义。

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当我看到这本书的书名时，脑海中立刻浮现出了在恶劣海况下，巨大的海上钻井平台在汹涌波涛中巍然屹立的画面。然而，这种“巍然屹立”背后，其实蕴含着无数工程师的心血和尖端的科学技术。“波浪对深海海洋平台作用的时域模拟”，光是听起来，就觉得这是一本需要严谨逻辑和深厚功底才能驾驭的书籍。时域模拟，这让我联想到的是对时间序列数据的分析和预测，在海洋工程领域，这意味着要捕捉波浪的每一个细微变化，并实时评估平台所承受的动态载荷。这与静态分析有着本质的区别，也更贴近真实世界的复杂性。我推测书中会深入探讨数值方法的应用，例如有限元分析、边界元方法等，用以构建平台的动力学模型，并求解在复杂波浪作用下的运动响应。而且，“深海”二字，则意味着模拟还需要考虑水深、水体密度变化、平台浮力中心以及锚泊系统的影响。这些都是影响平台稳定性和安全性的关键因素。我尤其感兴趣的是，书中会如何处理波浪与平台结构之间的相互作用，比如由于波浪引起的平台晃动、平台的垂荡、纵荡、横荡、横摇、纵摇和艏摇，以及这些运动对平台内部设备和人员安全的影响。这本书的题目，就像是一把钥匙，打开了通往解决深海工程挑战的大门，让我迫切想要了解其中蕴含的智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，光是听起来就极具分量：《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》。这几个字勾勒出了一个充满挑战和智慧的工程图景：浩瀚的海洋，庞大的深海平台，以及那看不见的、却又威力无穷的波浪。而“时域模拟”，则预示着本书将深入到对时间维度上的复杂过程进行精确的分析。这与一些宏观、静态的理论分析截然不同，它要求的是一种动态的、步步为营的计算过程。我脑海中浮现出的是复杂的算法、精密的数学公式，以及可能需要借助高性能计算才能完成的模拟过程。我非常好奇，作者将如何处理波浪的随机性和不确定性，如何将其转化为可计算的数值模型。是会采用随机过程理论，还是会引入机器学习的方法来预测波浪的演变？同时，“深海”平台，意味着它将承受比浅海平台更为严峻的环境考验，比如更强的风浪、更深的载荷。书中是否会涉及到如何处理这些极端工况下的模拟？我期待本书能为我打开一扇窗，让我更深入地理解，在看似平静的海面上，这些巨型工程是如何在看不见的波浪暗流中，保持着它的稳定与安全的。

评分☆☆☆☆☆

《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》，这个书名本身就充满了科学的严谨性和工程的实用性。深海海洋平台，它们是现代工业的杰作，而波浪，则是海洋环境中最为严峻的考验之一。这本书的书名直接点明了研究的核心——“时域模拟”，这意味着它将关注波浪作用在时间维度上的动态演变，以及平台在这些动态载荷下的响应。我推测，本书会深入到数学建模和数值计算的细节，比如如何构建平台的运动方程，如何描述波浪的随机性和非线性特性，以及如何通过数值积分等方法，求解在不同时间点上的平台位移、速度和加速度。我特别想知道，书中是否会介绍一些先进的波浪谱模型，以及它们在时域模拟中的应用。此外，深海平台的特殊性，比如其自身结构形态、浮力中心位置以及锚泊系统的影响，是否也会在模拟中得到充分的考虑，这也是我非常关心的问题。这本书的题目，让我感觉它是一本能够为海洋工程领域的专业人士提供深入指导的著作，它将揭示如何通过精确的模拟，来确保深海平台的安全和稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对海洋工程充满好奇心的旁观者，这本书的书名——《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》——像是一扇通往神秘未知世界的窗户。深海海洋平台，这是一个充满科幻色彩的词汇，它们是人类征服海洋的宏伟工程，而波浪，则是海洋永恒不变的挑战。这本书的题目，直接点出了核心问题：如何在复杂多变的波浪环境下，准确地模拟出深海平台所受到的真实作用力，并且是以“时域”的方式进行。这让我联想到，书中可能不会仅仅停留在理论层面，而是会深入到数值计算和算法实现。我猜想，作者会详细介绍如何建立平台的动力学模型，包括平台的几何形状、质量分布、运动自由度等，然后如何将不同类型的波浪模型，比如规则波、不规则波，代入到模型中，通过一系列复杂的数学公式和编程技术，计算出平台在每一时刻的位移、速度和加速度。我特别期待书中会探讨如何处理波浪的非线性效应，以及如何评估平台在极端波浪条件下的响应，比如倾覆、沉没等风险。这不仅是一本关于工程技术的书，更是一本关于如何理解和驾驭自然力量的书，它触及了科学与工程的交叉点，让我充满了探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

我看到这本书的名字——《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》——立刻被它所吸引。深海海洋平台，这本身就是一个极具技术含量和挑战性的领域，它们是人类探索海洋深处的重要载体。而“波浪作用”和“时域模拟”，更是直指问题的核心。时域模拟，这表明本书将深入分析波浪如何随时间的变化对平台施加影响，而不是仅仅提供一个静态的受力分析。这让我对书中可能涉及到的数学模型和数值计算方法产生了浓厚的兴趣。我推测，作者会详细讲解如何建立平台的动力学模型，如何精确地描述波浪的随机性和多变性，以及如何将这些复杂的因素纳入到计算过程中。我特别期待书中能够深入探讨如何处理波浪拍打、涌浪等特殊现象，以及这些现象如何影响平台的结构完整性和安全性。此外，深海环境的独特性，比如巨大的水压、低水温以及洋流的影响，是否也会在模拟中有所体现，这也是我非常关心的问题。这本书的名字，仿佛在承诺为读者揭示深海工程领域的一个关键技术难题的解决方案，让我充满期待，想要一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

《波浪对深海海洋平台作用的时域模拟》，这个书名立刻吸引了我的目光，它精准地指向了一个非常具体且重要的问题。深海海洋平台，这些人类工程的奇迹，它们在汪洋大海中的稳定运行，离不开对各种环境载荷的精确评估，而波浪无疑是最为关键的因素之一。“时域模拟”，则直接揭示了本书的核心方法论——即通过在时间维度上进行逐步计算，来逼近真实世界中波浪对平台产生的动态影响。我猜想，这本书会深入探讨如何构建平台的动力学模型，包括平台的结构特性、运动自由度以及与之相关的各种力学参数。同时，它也必然会涉及如何描述和输入波浪载荷，例如如何生成不同统计特性的不规则波浪，以及如何将这些波浪信息转化为施加在平台上的动态力。我尤为好奇的是，书中是否会介绍一些先进的波浪载荷计算模型，例如频域方法和时域方法的结合，或者一些能够捕捉波浪非线性效应的数值技术。这本书的题目，让我感觉它是一本能够提供实际工程解决方案的著作，对于我理解深海平台的设计和安全评估，具有极高的参考价值。