《波浪理论及波浪载荷》

第一章 绪论1

1-1 数学基础1

一、向量代数1

二、标量场的梯度3

三、矢量场的散度和旋度6

四、哈密尔顿算子10

五、积分定理12

六、Bessel函数13

1-2 基本坐标系和基本方程16

一、基本坐标系16

二、基本方程22

三、边界条件24

四、散射条件28

1-3 问题的分类29

第二章 线性表面波31

2-1 线化边值问题的建立31

一、量纲分析31

二、自由表面条件的线性化33

2-2 线化水波问题的一些简单近似解34

一、变量分离法34

二、平面波的一些基本特性36

三、驻波和平面波的叠加45

四、三维波的一般解49

2-3 波能和群速度52

一、波能52

二、群速度56

2-4 Fourier变换和点源解59

一、无限水深61

二、有限水深65

三、二维脉动源和涡的解68

第三章 非线性表面波理论75

3-1 Stokes波理论75

一、Stokes波的二阶近似78

二、Stokes波的三阶近似80

三、关于三阶Stokes波波面表达式的讨论85

四、STOKES波的五阶近似结果88

3-2 浅水波理论93

一、浅水波理论基础94

二、孤立波和椭余波98

3-3 余摆线波理论106

3-4 流函数理论110

3-5 破碎波114

一、浅水破碎波的能量方法115

二、破碎波的数值解119

3-6 波浪理论的比较123

一、理论比较的一般结论128

二、关于最大波高的讨论129

三、例131

第四章 作用在固定结构上的波浪力137

4-1 Morison方程137

一、Morison方程的基本假设139

二、Morison方程所面临的一些问题142

三、规则波中小桩柱上的波浪力146

4-2 作用在固定大型结构上的波浪力149

一、大直径圆柱体上波浪力的一种解析解149

二、Green函数法155

4-3 Morison方程与绕射理论的关系159

4-4 自由表面的影响162

4-5 垂直墙上的波浪压力166

附录：关于源分布的速度势173

第五章 作用在漂浮体上的波浪力179

5-1 作用在铰接塔上的波浪力180

一、风流作用下的静倾角180

二、波浪力的计算182

三、铰接塔的运动响应184

5-2 切片理论186

一、问题的数学表述188

二、流体静力：恢复力和力矩系数194

三、流体动力：附加质量和阻尼系数198

四、扰动力和扰动力矩206

五、频域运动方程213

5-3 确定流场速度势的数值方法217

一、Frank二维源分布方法217

二、二维分布问题的解220

5-4 二阶波浪力227

一、简述228

二、压力积分方法230

三、能量动量守恒方法238

附录：Stokes公式及其推广247

第六章 不规则波理论及结构响应统计252

6-1 不规则波理论概述253

一、海浪的观测与描述253

二、不规则波的表达257

三、不规则波的统计特征261

四、波能谱公式267

五、实测海浪分析272

6-2 结构响应统计275

一、谱分析275

二、Morison力谱279

6-3 波群谱和二阶力谱283

主要参考文献286