《海洋工程环境2》课程教学大纲

《海洋工程环境2》教学大纲一、课程基本信息课程名称海洋工程环境MarineEngineeringEnvironment课程编码SPE221111030开课院部石油工程学院课程团队（未设置）学分3.0课内学时50讲授44实验6上机0实践0课外学时50适用专业船舶与海洋工程授课语言中文先修课程船舶与海洋工程流体力学、船舶与海洋工程流体力学实验课程简介（必修）海洋工程环境是船舶与海洋工程专业的一门必修主干课。其目标是使学生通过本课程的学习熟练掌握影响海洋工程设计、施工﹑营运及影响船舶航行的海洋环境条件，深入了解风、浪﹑潮汐﹑海流﹑海冰﹑泥沙﹑海啸、风暴潮等现象的物理特征，并能够运用所学知识进行海洋结构物荷载计算，为其他专业课的学习奠定基础。ThemarineengineeringenvironmentisarequiredcourseofmajorofNavalArchitechtureandOceanEngineering.Itsobjectistomakesstudentsskillfullymasterthemarineenvironmentalconditionswhicheffectmarinedesign,construction,operatingandshipsailingthroughthiscourselearning.Thestudentsshouldin-depthunderstandphysicalfeaturesofeveryphenomenonsuchaswind,waves,tide,currents,seaice,sediment,tsunami,andstormsurgeetc.Itisalsorequiredforstudentsabletoconductenvironmentalloadcalculationonmarinestructurebyusinglearnedknowledge.Thelearningofthiscoursealsolaysthefoundationofothersubsequentcourses。二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解和掌握影响海洋工程设计、施工﹑营运及影响船舶航行的海洋环境条件，如风、浪、潮汐、流和冰等的基本概念和知识，并能应用于解决船舶和海洋工程中的具体问题。是1.42M2目标2：掌握工程设计荷载计算的基本条件和一般流程，能够运用所学知识进行海洋结构物环境载荷计算，为其他专业课的学习奠定基础。是2.33M3目标3：通过课程学习，了解海洋工程环境和工程建设的关系，理解海洋工程项目可能产生的环境影响。是7.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章绪论本章的重点难点：海洋环境的研究内容和研究方法/////21.1海洋工程与海洋环境概述海洋资源开发、物流、勘探、环保、海岸带开发。M1,M31讲授1自习31.2海洋环境的研究内容、意义和方法海洋工程物理环境、海洋工程地质地貌环境、海洋工程生物环境。理论分析法、现场观测法、物模实验法、数值模拟法。M1,M31讲授1自习4第二章风及风载荷本章的重点难点：风的受力、设计风速、风压的计算/////52.1风的描述海平面等压线图、蒲福风级表、利用海面气压图计算海面风速M10.5讲授0.5自习62.2风的受力压强梯度力、柯氏力、离心力、摩擦力M1,M21讲授1自学72.3风的类型季风、海陆风、台风M10.5讲授0.5自学82.4风速的分布设计频率和重现期、常用最大风速分布函数、垂向分布M21讲授1作业92.5风载荷设计风速的标准、不同高度和地貌的风速换算、风压的计算M21讲授1作业10第三章第三章波浪理论本章的重点难点：线性波理论、波动的叠加、波浪理论适用范围/////113.1波浪的要素和分类波浪要素、波浪分类M12讲授2自学123.2波浪运动的基本方程势函数、伯努利方程M22讲授2自学133.3线性波理论势函数理论解、相对深水、相对浅水、波速、水质点轨迹、波压强、波能流、线性波浪的叠加：立波和波群M22讲授2自学143.4有限振幅波理论斯托克斯波、椭圆余弦波、孤立波、波浪理论适用范围的分析M22讲授2作业15实验1实验1行进波和立波基本特性实验行进波和立波基本特性实验M22实验2撰写实验报告163.5近岸波浪传播的变形波浪的浅水效应、波浪的折射、绕射、反射和破碎M1,M22讲授2自学17第四章随机波浪理论本章的重点难点：海浪统计特征、设计波、海浪的统计谱型/////184.1随机波浪概述平稳随机过程、各态历经性M11讲授1自学194.2随机波浪的统计特征上跨零点、下跨零点、波高换算系数、波浪观测、波浪后报M1,M21讲授1自学204.3设计波设计波参数、遭遇概率M2,M31讲授1作业214.4海浪谱谱的概念和意义、几种常用谱型：P－M谱，Jonswap谱M1,M21讲授1自学22第五章波浪载荷本章的重点难点：作用在直立柱体上的波浪力，群桩上的波浪力/////235.1波浪概述波浪荷载计算方法、波浪作用效应、大尺度结构物、小尺度结构物M12讲授2自学245.2小尺度结构物上的波浪力绕流的力、莫里森方程、单个柱体上波浪力、群桩上的波浪力、海底管道的波浪力M22讲授2作业25实验2实验2波浪对海洋结构物模型的作用力实验波浪对海洋结构物模型的作用力实验M24实验4撰写实验报告265.3大尺度结构物上的波浪力粘滞效应和绕射效应、速度势叠加法、弗-克假定法、大尺度水下潜体上的波浪力M32讲授2自学27第六章潮汐本章的重点难点：潮汐现象、潮汐理论、潮位特征值、设计潮位的推算/////286.1潮汐概述潮汐现象、要素、类型M11讲授1自学296.2潮汐理论潮汐静力理论、潮汐动力理论M2,M31讲授1自学306.3潮位特征值设计水位和校核水位、推算方法M22讲授2作业31第七章海流本章的重点难点：海流观测和资料分析、海流运动方程、海流的作用力，涡激自振/////327.1海流概述海流的成因、海流的分类M1,M31讲授1自习337.2海流观测和资料分析观测方法和仪器、潮流和余流的分离M21讲授1自习347.3海流运动方程风海流、艾克曼螺旋、海流速度分布M2,M30.5讲授0.5自习357.4作用在结构物上的海流载荷海流作用力、波流联合作用力M21讲授1作业367.5流致涡激振动卡门涡街、斯特哈尔数、涡激振动M2,M30.5讲授0.5自习37第八章海冰与冰载荷本章的重点难点：海冰的物理力学特性、海冰对建筑物的作用/////388.1海冰概述海冰的组成和结构、海冰分类、海冰的力学特性、我国冰期和冰情M1,M31讲授1自学398.2海冰的观测海冰观测内容、冰情图M1,M31讲授1自学408.3海冰载荷的计算海冰载荷的主要形式和影响因素、规范中冰力的计算M22讲授2作业41第九章地震、海啸与风暴潮本章的重点难点：地震波及其特征、地震力的计算，海啸描述与传播，风暴潮的推算/////429.1地震成因及地震波特性地震成因及分布、地震波类型及特征M1,M20.5讲授0.5自学439.2地震力计算地震力的计算，载荷组合计算方法M2,M30.5讲授0.5自学449.3海啸海啸描述与传播、海啸的浅水变形M1,M20.5讲授0.5自学459.4风暴潮风暴潮的形成过程、风暴潮的推算M1,M20.5讲授0.5自学46第十章泥沙运动本章的重点难点：泥沙特征、泥沙运动规律/////4710.1泥沙来源与泥沙特征泥沙特性、泥沙分类M1,M30.5讲授0.5自学4810.2海岸泥沙运动海岸分类、泥沙运动规律M2,M41讲授1自学4910.3海工结构的局部冲刷直立堤前的局部冲刷，圆形桩柱的局部冲刷、海底管道的局部冲刷M3,M40.5讲授0.5自学50第十一章海洋环境保护本章的重点难点：污染源评价，海洋环境影响评价/////5111.1海洋环境标准环境标准体系、污染源评价M31讲授1自学5211.2海洋环境评价海洋环境质量评价、海洋工程环境影响评价M31讲授1作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每周布置1~2道题目。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对每章基本知识的掌握和应用能力，以及综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。25%2实验1、本课程6个学时实验，共二次实验。2、成绩采用百分制，根据实验设计情况、实验完成情况以及实验结果汇报情况综合进行评价。15%3雨课堂1、随堂测试听课理解掌握情况，题型主要有选择和填空（简单计算）。2、根据测试结果评分。20%4期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对课程基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有判断、选择题、简答题、计算题等。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确；C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确；D_作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱2M1雨课堂20%按测试结果评分3M1期末考试50%（见试卷评分标准）4M2期末考试50%（见试卷评分标准）5M2平时作业20%A-独立思考、按时完成，计算思路清晰、步骤完整、图表规范、格式合理、答案准确；B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、作图比较规范，步骤比较完整、格式合理、答案准确；C-独立思考、按时完成，解题思路基本清晰、步骤基本完整、答案准确；D-报告抄袭，未能按时完成，作图不规范，计算思路混乱，答案错误。6M2实验30%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论。B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结论。C-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论。D-实验过程中不能完成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论，数据分析过程存在问题。E-发生安全事故7M3平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确；B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确；C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确；D_作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱8M3期末考试40%（见试卷评分标准）9M3雨课堂30%按测试结果评分评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材与参考资