《海洋工程波浪力学》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 4 -本科生课程大纲课程名称海洋工程波浪力学课程代码0829021011317课程属性学科基础课时/学分32/2课程性质必修实践学时0责任教师 课外学时0课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、 课程介绍 1.课程描述海洋工程波浪力学，是研究波浪及波浪对海洋工程结构物的作用力的分析和计算方法的一门科学。本课程针对船舶与海洋工程专业三年级学生进行开设，主要学习线性波浪理论、非线性波浪理论、随机波浪理论以及波浪的作用力计算等。通过课程学习，要求学生掌握线性波浪理论及小尺度结构物波浪力的计算方法，能够利用这些理论及方法对实际问题进行

2、建模、分析和求解，进而提升对波浪力学的理解。2.设计思路本课程以波浪理论和波浪力计算为主线，结合工程实际问题进行多媒体授课，为海洋平台结构等课程设计提供基础训练。课程内容主要包括三个模块：确定性波浪理论、随机波浪理论、波浪力计算，这三方面密切联系、前后呼应。确定性波浪理论部分主要包括线性波浪理论和非线性波浪理论，其中线性波浪理论是学习基础，要求全面重点掌握深水波、有限水深和浅水波浪的基本特性，在此基础上，了解常见的非线性波浪理论的特性，进而掌握波浪理论的适用范围。随机波浪理论主要从随机过程角度描述波浪的特性，重点掌握随机波的时域特性和频域特性，从而为海洋工程结构动力分析提供基础。波浪力的计算部

3、分主要包括小尺度和大尺度结构波浪力计算。要求全面掌握小尺度结构物波浪力计算方法（莫里森公式），在此基础上，理解大尺度波浪力计算的基本原理。3. 课程与其他课程的关系先修课程：理论力学、流体力学。本课程是工科力学类课程的重要组成部分，是海洋工程类专业流体类课程群的重要组成部分，与流体力学、海洋工程环境等课程构成了船舶与海洋工程专业工程环境课程群。二、课程目标本课程的任务是通过各种教学环节，使学生掌握波浪的基本知识、原理和波浪对海洋工程结构物作用力的计算方法，最终使学生对海洋工程中的波浪力学问题有一定的了解，以助于从事海洋工程的规划、设计、建造和研究工作。（1）了解非线性波浪理论、波浪的传播与变形

4、以及大尺度结构物波浪力的计算；（2）掌握线性波浪力学、小尺度结构波浪力的计算以及随机波浪理论相关知识；（3）培养学生运用波浪理论和波浪力计算方法进行一些基本计算的能力，为课程设计、毕业设计及科学研究提供基础。三、学习要求本课程要求学生具备较好的数学、物理和流体力学基础。需先修课程应包括高等数学、大学物理学、理论力学、流体力学等。教学过程中要求侧重于线性波浪理论和小桩柱上波浪力的计算方法，同时还应注意结合工程实际问题进行讲解，全面培养学生解决实际问题的能力。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述第一章 液体表面波基本方程液体表面波的基本方程2（1）流体动力学的基本方程组；（2）液体表面波的

5、基本方程第二章 线性波理论深水波、有限水深波及浅水波的特性6（1）常深度小振幅波理论；（2）线性波的一些特性；（3）线性波的两种极限情况；（4）线性波浪的叠加；（5）平面斜向波第三章 非线性波浪非线性浪理论及适用范围6（1）斯托克斯波浪；（2）流函数波浪理论；（3）椭圆余弦波；（4）孤立波理论；（5）波浪理论的适用范围第四章 波浪的传播与变形波浪的浅水效应2（1）波浪在深水中的弥散与传播；（2）波浪的浅水效应；（3）波浪的反射；（4）波浪的绕射；（5）波浪的破碎第五章 随机波浪理论随机海浪的统计特征及谱特性6（1）海浪的观测与描述；（2）随机海浪的统计特征；（3）随机波浪的谱特性；（4）随机波

6、浪的数值模拟；（5）海浪的长期分布规律与设计波要素的确定第六章 作用在小尺度结构物上的波浪力作用在直立柱体上的确定波浪力及随机波浪力的计算6（1）绕流力；（2）作用在直立柱体上的波浪力；（3）作用在倾斜柱体上的波浪力；（4）海流对波浪力的影响；（5）海底管道上的波浪力；（6）随机波浪力的计算； 第七章 作用在大尺度结构物上的波浪力大尺度结构物波浪力分析4（1）绕射理论；（2）大直径直立圆柱体波浪力分析；（3）任意形状三维结构物上的波浪力；（4）大尺度水下潜体上的波浪力；（5）固定物体上的二阶波浪力；（6）作用在大型浮体上的波浪力五、参考教材与主要参考书1 王树青，梁丙臣.海洋工程波浪力学. 青岛:出版社. 2013.3 (ISBN: 978-7-5670-0235-7)2 竺艳蓉. 海洋工程波浪力学. 天津:天津大学出版社.1991.1 (ISBN: 978-7-5618-0296-0)3 Bernald Molin. 海洋工程水动力学. 北京:国防工业出版社. 2012.1（ISBN：978-7-1180-6785-9）六、成绩评定（一）考核方式 A.闭卷考试 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1. 闭卷考试100%总计100%七、学术诚信学习成果不能造假，如考试