海洋工程結構動力學

《海洋工程結構動力學》是2008年天津大學出版社出版的書，作者是唐友剛。

基本介紹

• 中文名：海洋工程結構動力學
• 出版社：天津大學出版社
• 出版時間：2008-8-1
• 包裝：平裝
• 作者：唐友剛
• ISBN：9787561827352

內容簡介

本書結合海洋工程環境及結構特徵，介紹海洋工程結構動力分析的理論與方法，包括線性振動、非線性振動、隨機振動的基本理論和方法以及風、浪、流等對海洋結構的作用機理、確定性載荷和隨機波浪載荷計算理論，同時結合海洋固定平台、鉸接塔平台、單點系泊與錨泊系統及浮式結構等，介紹海洋結構波浪作用下動力回響分析的理論與方法。對於深海平台動力分析問題作了簡單介紹對海洋工程結構非線性振動回響特點和分析方法進行了深入介紹。

本書可作為船舶與海洋工程、港口海岸及近海工程類研究生及高年級本科生教材，也可供水利工程、土木工程、機械工程、力學類等專業學生學習之用，還可供相關領域研究人員和工程技術人員參考。

本書特色是緊密結合海洋工程技術發展需要，力求理論聯繫實際，以大量海洋工程結構實例分析貫穿全書。

目錄

第1章　緒論

1.1　海洋工程結構的發展

1.2　海洋平台構造及有關動力學問題

1.3　海洋系泊結構

1.4　海洋管道

1.5　海洋工程結構面臨的挑戰性問題

第2章　海洋工程結構的確定性載荷

2.1　海洋工程結構環境載荷綜述

2.2　海浪的確定性描述

2.3　海洋結構物的波浪載荷

第3章　單自由度線性結構振動

3.1　結構體系的單自由度模型

3.2　建立動力學方程的方法

3.3　單自由度系統自由振動分析

3.4　強迫動力回響

3.5　結構振動的回響函式

第4章　單自由度線性結構的隨機回響

4.1　平穩各態歷程假定

4.2　均值與機率

4.3　自相關函式與譜密度

4.4　互相關函式與互譜密度

4.5　海浪的統計描述

4.6　偽隨機波的形成

4.7　結構回響的統計分析

4.8　結構隨機回響的解析方法

第5章　單自由度結構的非線性振動

5.1　海洋工程中的非線性振動實例

5.2　結構體系非線性振動的特點

5.3　求解非線性振動方程的小參數法

5.4　求近似解的平均法

5.5　求近似解的多尺度法

5.6　單自由度系統的異頻振動分析

5.7　單自由度分段剛度系統的振動分析

第6章　多自由度線性結構振動

6.1　一般海洋結構的多自由度振動

6.2　振動方程的建立

6.3　系統無阻尼自由振動

6.4　多自由度系統阻尼的處理

6.5　無阻尼系統強迫振動回響計算方法

6.6　模態疊加法計算有阻尼強迫振動回響

第7章　多自由度結構系統的非線性與隨機振動分析

7.1　多自由度系統非線性振動分析

7.2　多自由度系統參數激勵振動回響分析

7.3　多自由度系統隨機激勵下的動力回響

第8章　大型結構系統的振動分析方法

8.1　動力問題的有限單元法

8.2　里茨法及子空間疊代法

8.3　結構動力回響計算的數值方法

第9章　海流和風引起的結構振動

9.1　海流和風對結構振動的影響

9.2　旋渦泄放現象與渦激振動

9.3　確定性渦激振動回響分析

9.4　渦激振動的統計回響分析——升力相關模型

9.5　海風的描述與風載荷

9.6　湍流風引起的結構振動

9.7　非圓截面結構的跳躍振動

9.8　減小渦激振動的工程措施

第10章　海洋連續結構體系振動

10.1　梁和纜索振動方程與固有振動分析

10.2　纜索的動力回響分析

10.3　梁的振動回響分析

第11章　振動理論在平台動力分析中的套用

11.1　固定式平台的時域振動回響

11.2　地震激勵下平台的振動回響

11.3　隨機波激勵下平台振動回響的統計分析

11.4　導管架平台動力回響的統計分析

11.5　深海平台張力腿波流聯合作用振動分析

第12章　浮式結構的運動分析

12.1　浮式結構的運動描述

12.2　鉸接塔平台的運動分析

12.3　鉸接塔-油輪運動分析

12.4　錨泊系統分析

12.5　二階波浪力和低頻波浪阻尼

12.6　Spar乎台垂盪-縱搖耦合運動分析

參考文獻

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前言

隨著海洋開發與海洋空間利用工程的進展，出現了多種形式的海洋結構物。目前，基於海洋工程結構的環境載荷、動力回響特性及動力回響分析方法研究的不斷深入，形成了一門嶄新的學科——海洋工程結構動力學。該學科為海洋工程結構物的設計開發、建造、安裝及運行管理，提供堅實的理論基礎與分析方法。

海洋工程結構物的基本用途包括海洋開發和海洋利用。目前，海洋結構物的大部分用於海洋油氣的勘探、開發、生產及儲運。這些結構物包括固定式平台、移動式鑽井平台、海底管道、油氣浮式生產系統及近幾年發展起來的深海平台等。近幾年來，海洋開發和利用工程發展迅猛，新技術和新結構日新月異，其用途、結構形式及工作原理千差萬別。本書凝練出海洋工程結構中具有普遍意義的動力學問題，進行深入闡述。

全書共分12章。第1章回顧海洋工程結構的進展並總結海洋結構特徵，提出海洋工程所面臨的重大理論和技術課題；第2章討論海洋環境，重點討論波浪載荷計算方法；第3章結合海洋工程結構，介紹單自由度系統動力學的基本理論與方法；第4章討論隨機振動的基本理論、隨機波浪載荷計算、單自由度線性結構隨機振動的回響特性等；第5章結合海洋工程中的系泊結構、鉸接塔平台、單點系泊系統等，介紹單自由度非線性系統振動分析方法，討論海洋工程結構的運動突變及異頻振動等；第6章結合海洋多點系泊船舶、固定平台及牽索塔平台，討論多自由度系統的模型建立及動力學理論與方法等；第7章介紹多自由度非線性系統分析方法及動力特性，討論非線性多自由度系統的內共振、參數激勵、組合共振等問題，同時介紹了多自由度系統隨機激勵振動回響分析方法；第8章介紹動力問題有限單元法以及振動方程求解的若干數值方法等；第9章介紹海流和風致渦激振動的機理、渦激升力及渦激回響分析方法，討論了非對稱截面的超馳振動問題及消除渦激的工程措施；第10章討論梁式結構和纜索結構建模，固有振動頻率及強迫振動回響分析方法，介紹梁的參激動力穩定性及隨機波激起的梁式結構振動回響特性等；第11章計算固定平台時域振動及隨機振動回響，分析深海平台張力腿波流作用下的非線性參激振動等；第12章介紹浮體在波浪中運動的分析理論，鉸接塔平台、單點系泊和錨泊系統的分析方法以及