本書緊密圍繞海洋生產(chǎn)作業(yè)面臨的物理環(huán)境及其載荷展開，重點(diǎn)介紹海風(fēng)、波浪、潮汐、海流、海冰的概念、形成原因、運(yùn)移規(guī)律及它們作用在海洋工程結(jié)構(gòu)物上的載荷，對(duì)海洋環(huán)境及載荷進(jìn)行系統(tǒng)的歸納總結(jié)，從理論知識(shí)和工程應(yīng)用兩個(gè)層面進(jìn)行深入剖析，旨在全面提升學(xué)生對(duì)海洋環(huán)境及其載荷的理解和認(rèn)識(shí)。
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2000.09—2004.06 河海大學(xué)，環(huán)境工程，學(xué)士
2004.09—2007.04 河海大學(xué)，流體力學(xué)，碩士
2012.09—2016.06 四川大學(xué)，港口、海岸及近海工程，博士2007.05－2009.09 西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院，助教
2009.10－2012.09 西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院，講師
2011.11－至今 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，固定研究人員
2012.10－2015.09 西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，副教授
2015.10－2016.09 西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，教授
2017.07－2018.07 西澳大學(xué)印度洋海洋研究中心，訪問教授
2019.07－2019.10 英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)工程學(xué)院，高級(jí)訪問學(xué)者
2016.10－2023.03 西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，教授/博導(dǎo)
2023.03－至今 西南石油大學(xué)教務(wù)處副處長，教授/博導(dǎo)海洋工程流動(dòng)安全與控制、多相流體力學(xué)與流動(dòng)保障、海洋新能源開發(fā)與利用、能源與人工智能入選教育部“國家級(jí)人才項(xiàng)目”青年學(xué)者，全國高校“雙帶頭人”教師黨支部書記工作室負(fù)責(zé)人，四川省高校系統(tǒng)勞模創(chuàng)新工作室負(fù)責(zé)人，全國優(yōu)秀黨務(wù)工作者，四川省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，四川省教書育人名師，授予四川省五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)�，獲霍英東教育基金會(huì)高等院校青年教師獎(jiǎng)、首屆中國高校礦業(yè)石油與安全工程領(lǐng)域優(yōu)秀青年科技人才、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)青年科技突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)稱號(hào)。擔(dān)任水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展期刊副主編，四川省力學(xué)學(xué)會(huì)流體力學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任，四川省科青聯(lián)常務(wù)理事，中國力學(xué)學(xué)會(huì)流固耦合專委會(huì)委員，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)海洋鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)理事，中國海洋學(xué)會(huì)海洋工程分會(huì)理事，中國海洋學(xué)會(huì)海洋技術(shù)裝備專委會(huì)委員。為油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固定研究人員，西南石油大學(xué)海洋工程流動(dòng)安全及控制實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。西南石油大學(xué)歐美同學(xué)會(huì)副會(huì)長，教育部“國家級(jí)人才項(xiàng)目”青年學(xué)者，全國高校“雙帶頭人”教師黨支部書記工作室負(fù)責(zé)人，四川省高校系統(tǒng)勞模創(chuàng)新工作室負(fù)責(zé)人，全國優(yōu)秀黨務(wù)工作者，四川省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，四川省教書育人名師
目錄
第1章 緒論 1
1.1 海洋概況 1
1.1.1 海水基本的物化性質(zhì) 2
1.1.2 海洋資源、能源及開發(fā) 5
1.1.3 我國近海 7
1.2 海洋工程概況 11
1.2.1 海洋工程結(jié)構(gòu)物類型 12
1.2.2 海洋平臺(tái) 15
1.3 海洋工程結(jié)構(gòu)物的外部環(huán)境 22
1.3.1 常規(guī)海洋物理環(huán)境 23
1.3.2 海底地形特征 24
1.4 海洋工程結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部流動(dòng)環(huán)境 26
1.5 海洋環(huán)境與載荷的研究內(nèi)容 27
1.5.1 海洋環(huán)境與載荷的主要內(nèi)容 27
1.5.2 分析方法 28
思考題與習(xí)題 29
第2章 海風(fēng)及海風(fēng)載荷 30
2.1 大氣物理環(huán)境 30
2.1.1 大氣狀態(tài) 30
2.1.2 氣壓形勢(shì)圖及氣壓場 31
2.2 風(fēng)的成因 34
2.2.1 形成風(fēng)的直接原因 34
2.2.2 熱力環(huán)流 34
2.3 大氣運(yùn)動(dòng)方程 36
2.3.1 科里奧利加速度 37
2.3.2 運(yùn)動(dòng)方程 39
2.4 風(fēng)的類型 42
2.4.1 地轉(zhuǎn)風(fēng) 42
2.4.2 梯度風(fēng) 42
2.4.3 海面風(fēng) 43
2.4.4 臺(tái)風(fēng) 45
2.5 風(fēng)的描述 48
2.5.1 風(fēng)向 48
2.5.2 風(fēng)級(jí) 49
2.6 風(fēng)速計(jì)算 50
2.6.1 地轉(zhuǎn)風(fēng)速計(jì)算 50
2.6.2 梯度風(fēng)速計(jì)算 51
2.6.3 海面風(fēng)速計(jì)算 52
2.7 風(fēng)載荷的計(jì)算 59
2.7.1 風(fēng)壓力及風(fēng)作用力 59
2.7.2 規(guī)范中的風(fēng)載荷計(jì)算 61
2.7.3 風(fēng)作用力的動(dòng)態(tài)特性 63
思考題與習(xí)題 63
第3章 波浪與波浪載荷 66
3.1 海浪的分類及基本要素 66
3.1.1 海浪類型 66
3.1.2 波浪要素 67
3.2 液體表面波運(yùn)動(dòng)描述 68
3.2.1 流體動(dòng)力學(xué)基本方程 68
3.2.2 液體表面波的基本方程 71
3.3 常見的波浪理論 73
3.3.1 微幅波(線性波)理論 73
3.3.2 斯托克斯波理論 81
3.3.3 橢圓余弦波理論 83
3.3.4 孤立波理論 84
3.3.5 幾種常見波浪理論的適用范圍 85
3.4 隨機(jī)波浪理論 86
3.4.1 隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征值 87
3.4.2 海浪的描述 87
3.4.3 隨機(jī)波浪的統(tǒng)計(jì)特征 88
3.4.4 海浪的長期分布規(guī)律 94
3.4.5 設(shè)計(jì)波 99
3.4.6 隨機(jī)過程海浪的譜分析 101
3.5 近岸波浪傳播的變形 105
3.5.1 淺水影響 105
3.5.2 波浪的折射 106
3.5.3 波浪的繞射 107
3.5.4 波浪的反射 108
3.5.5 波浪的破碎 109
3.6 結(jié)構(gòu)物上的波浪力 110
3.6.1 小尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力 111
3.6.2 大尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力 119
思考題與習(xí)題 122
第4章 海洋潮汐 123
4.1 潮汐現(xiàn)象及潮汐成因 123
4.1.1 影響潮汐的天文因素 123
4.1.2 潮汐成因 127
4.1.3 潮汐類型 129
4.1.4 潮汐要素 130
4.1.5 潮汐不等現(xiàn)象 131
4.2 引潮力的計(jì)算 132
4.2.1 引潮力 132
4.2.2 引潮力勢(shì)函數(shù) 133
4.2.3 潮高表達(dá)式 136
4.3 潮汐動(dòng)力理論 137
4.4 潮流及潮流運(yùn)動(dòng)方程 139
4.4.1 潮流 139
4.4.2 潮流運(yùn)動(dòng)方程 140
4.5 風(fēng)暴潮 143
4.5.1 風(fēng)暴的成因及特點(diǎn) 143
4.5.2 風(fēng)暴潮的運(yùn)動(dòng)方程 145
4.6 設(shè)計(jì)水位 145
4.6.1 設(shè)計(jì)水位的確定 146
4.6.2 校核水位的確定 148
思考題與習(xí)題 149
第5章 海流與海流載荷 150
5.1 海流成因及分類 150
5.1.1 海流的成因 150
5.1.2 海流的分類 150
5.2 海流運(yùn)動(dòng)的受力分析 151
5.2.1 重力 151
5.2.2 壓強(qiáng)梯度力 152
5.2.3 地轉(zhuǎn)偏向力 153
5.2.4 切應(yīng)力 153
5.3 風(fēng)海流 153
5.3.1 �？寺鼰o限深海漂流理論 153
5.3.2 淺海風(fēng)海流 156
5.3.3 風(fēng)海流的體積運(yùn)輸 157
5.4 地轉(zhuǎn)流 157
5.5 大洋環(huán)流 158
5.5.1 風(fēng)生環(huán)流 158
5.5.2 熱鹽環(huán)流 160
5.6 海流載荷的計(jì)算 161
5.6.1 單一海流載荷 161
5.6.2 波流聯(lián)合載荷 161
思考題與習(xí)題 162
第6章 渦激振動(dòng) 163
6.1 渦激振動(dòng)機(jī)理 163
6.1.1 繞流及邊界層 163
6.1.2 邊界層分離及旋渦脫落 166
6.1.3 繞流形成的流體作用力 170
6.1.4 渦激振動(dòng)的產(chǎn)生 172
6.1.5 渦激振動(dòng)的研究現(xiàn)狀 173
6.2 渦激振動(dòng)抑制 176
6.2.1 調(diào)整自身結(jié)構(gòu)參數(shù) 176
6.2.2 改變邊界層分離點(diǎn) 177
6.2.3 抑制尾渦的發(fā)展 178
6.2.4 典型的渦激振動(dòng)抑制裝置 179
6.2.5 抑制裝置的分類 184
思考題與習(xí)題 186
第7章 海冰與冰載荷 187
7.1 海冰的形成、分類及其特性 188
7.1.1 海冰的形成 188
7.1.2 海冰的分類 189
7.1.3 海冰的特性 189
7.2 海冰載荷的計(jì)算 197
7.2.1 海冰載荷的主要形式及影響因素 197
7.2.2 作用在構(gòu)筑物上的冰載荷 198
思考題與習(xí)題 203
第8章 地震與海嘯 204
8.1 地震 204
8.1.1 地震的成因及分布 204
8.1.2 地震波及其特性 206
8.1.3 地震力的計(jì)算 208
8.1.4 載荷組合計(jì)算方法 210
8.2 海嘯 212
8.2.1 海嘯的形成與分布 212
8.2.2 海嘯的傳播 214
思考題與習(xí)題 217
主要參考文獻(xiàn) 218
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