海洋工程波浪力学习题、思考题(解答)第一章

第一章 波浪理论1.波浪分类（1）按波浪形态：分为规则波和不规则波 （2）按波浪传播海域的水深：h/L ≥1/2 为深水波；1/2>h/L>1/20 为有限水深波；h/L ≤1/2 为浅水波（3）按波浪破碎与否：分为破碎波、未破碎波和破后波 2.波浪运动控制方程（1）描述一般水流运动方法有两种：一种叫欧拉法，亦称局部法，另一种叫拉格朗日法，亦称全面法（2）描述简单波浪运动的理论： 一个是艾利（Airy ）提出的为微幅波理论，另一个是斯托克斯（Stokes ）提出的有限振幅波理论 参数（1）波高H ：两个相邻波峰顶之间的水平距离 （2）振幅a ：波浪中心至波峰顶的垂直距离，H=2A （3）波周期T ： 波浪推进一个波长所需的时间（4）波面升高 ）t , x （ηη= ：波面至静水面的垂直位移 （5）函数表达式： ）t -kx （Acos ση=（6）圆频率：T2πσ=（7）波速c ： 波形传播速度，即同相位点传播速度，又称相速度建立简单波理论的假设：流体是均质和不可压缩的，其密度为一常数；流体是无粘性的理想流体；自由水面的压力是均匀的且为常数；水流运动是无旋的；海底水平、不透水；流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力忽略不计；波浪属于平面运动，即在xz 平面内作二维运动。

3.速度φ的控制方程（拉普拉斯方程）： 02222=∂∂+∂∂zxφφ 就是势运动的控制方程。

4.拉普拉斯方程的边界条件：（1）海底表面边界条件：海底水平不透水0z=∂∂φ，h z -= 处 （2）自由水面动力学边界条件：0])()[(21t22=+∂∂+∂∂+∂∂==ηφφφηηg zx z z （3）自由水面的运动边界条件：自由水面上个点的运动速度等于位于水面上个水质点的运动速度0zx x t =∂∂-∂∂∂∂+∂∂φφηη ，η=z 处 （4）二维推进波，流场上、下两端面边界条件可写为：）z ,ct -x （）t ,z ,x （φφ= 5.微幅波理论假设：假设运动是缓慢的，波动的振幅A 远小于波长L 或水深h★6.微幅波波面方程：）t -kx （cos 2σηH=弥散方程）kh （gktanh 2=σ波长：）kh （tanh 2gT L 2π= 波速：）kh （tanh 2gT c π= 深水波长：π2gT L 2o= 深水波速：π2gT c o = 浅水波长：gh T L s = 浅水波速gh c s =★7.色散（弥散）现象：不同波长（或周期）的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的色散现象。

海洋物理化学思考题第一章液态水的结构1、液态水有哪两种结构模型一混合型理论模型间隙模型混合模型闪动簇团模型二连续体模型2、“闪动簇团”模型有什么特点？不必假设冰I h结晶的存在，也不必考虑簇团中水分子构成的方式，因而避开了过冷、结冰与流动性等现象所提出的问题“自由”水中的氢键已破裂，分子之间力为偶极-偶极作用和L o n d o n作用簇团具有闪动的特性3、用“闪动簇团”模型解释压力和温度对纯水结构的影响。

压力：簇团理论：簇团由于具有一定的构型而比它周围“自由”的水体积更大，压力增大，将破坏这些簇团使体积减小温度：：簇团的破坏所引起的密度增加和正常热膨胀所引起的密度减小两种因素综合作用的结果。

4、什么是电缩作用？离子与水偶极的局部电荷的相互静电作用把水分子拉近离子周围，使靠近离子附近水的比容变小，即离子周围水的体积缩小了，这种现象称为电缩作用。

5、水的双区模型有几种？6、什么是溶剂化配位水？7、什么是非溶剂化配位水？第二章海水状态方程式1.什么是海水状态方程式2.海水状态方程式可能的用途3.UNESCO高压海水状态方程式的形式4.UNESCO高压海水状态方程式有什么优点？第三章海水热力学基础与盐度、离子强度的关系；离子强度与盐度的关系。

1、ms2、偏摩尔体积与表观摩尔体积的定义，它们之间的关系。

第四章离子水化作用1、根据连续电解质模型，推导水化焓公式2、对连续电解质模型的改进工作有哪些？3、在结构水化模型中，将离子与水的相互作用分成了几个步骤？最后得到的水化焓公式是什么？第五章海水体系中离子－离子相互作用1、离子雰的概念，离子互吸理论的假设。

由于静电作用力的影响，在中心离子（正离子）周围，距离正离子愈近的地方，正电荷密度愈小，负电荷密度愈大，结果在中心周围大部分的正负电荷相互抵消，但总效果犹如在其周围分布着一个大小相等而符号相反的电荷，我们把这一层电荷所构成的球体称为离子雰。

2、离子雰在中心离子J上引出的电能变化是什么，并据此推导D-H活度系数公式。

潮波1 什么是潮波、潮汐、潮流？潮波是主要由天体引潮力所引起的海水运动。

而潮波的传播及振幅大小则受具体的海洋地理环境和地球自转影响而变化。

潮波是浅水波（d/L<0.5)，是长波，具有前进波或驻波的特性。

潮汐：海水周期性升降现象。

潮流：海水周期性水平流动。

2 什么是往复潮流与旋转潮流？往复潮流：在海峡,水道和狭窄港湾的潮波,因受地形的限制,水体大致在一个水平方向往复运动. 在往复潮流情况下, 当涨潮流和落潮流交替时,海水在短时间内几乎停止流动,称为憩流。

旋转潮流：在广阔海区的潮流,既有流速的变化,而且流向也沿一定方向不断旋转.波峰线绕无潮点(振幅为零的点)旋转.兼有前进波和驻波的特征,是海洋中潮波运动的主要形态.3 什么是前进波性质的潮波和驻波性质的潮波？前进波性质的潮波：潮流转向在半潮面,即发生在高潮和低潮的的中间时刻,最大流速出现在高潮和低潮时刻附近.驻波性质的潮波：潮流转向在高低潮时刻附近。

最大流速出现在高潮和低潮的中间时刻.4 根据P6上的图，解释高潮、低潮、平均潮位、潮差、平潮、停潮。

5 四大分潮的名称与表达。

6 沿海潮汐特征分成四类，熟悉根据潮位时间演变图识别。

7 惯性离心力、重力、净升潮力、牵引力、潮力面的定义。

假定地球表面为等深海水所包围，海水没有粘性和惯性。

不受地转偏向力和摩擦力作用。

某一瞬间，理想的地球表面的海水运动是引潮力的水平分量和重力，压强梯度力作用的平衡。

形成一种动态平衡的椭球海面，其长轴指向月球。

而各力间的作用造成了潮汐的时空变化。

9 给出平衡潮潮高的定义与表达式海面相对于静止水面的升降，称为平衡潮潮高。

10 给出平衡潮潮高展开式中各项的意义。

振幅 半月周期（长周期） 全日周期 半日周期11 平衡潮高由哪三类不同周期的潮汐构成，给出月球和太阳平衡潮高简单表达。

（半月周期、全日周期、半日周期） 12 给出8大分潮的名称和表达。

K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2；其中K1,O1,M2,S2 为四个主要分潮 13 平衡潮理论对潮汐理论的贡献是什么？平衡潮理论解释了许多潮汐特征（周期性，高潮位和低潮位的不等连续变化,发生在满月和新月时的大潮和小潮等）。

海洋工程波浪力学
中国海洋大学工程学院海洋工程系
王树青
目录
{第一章液体表面波基本方程
{第二章小振幅波（线性波）理论{第三章有限振幅波（非线性波）理论{第四章小尺度结构上的波浪力
{第五章大尺度结构上的波浪力
{第六章随机波浪和随机波浪力
第一章液体表面波基本方程
{1.1 流体动力学的基本方程z1.1.1 连续方程
z1.1.2 理想流体的运动方程
z1.1.3 运动方程的几个积分{1.2 液体表面波的基本方程z1.2.1 势波的概念
z1.2.2 基本方程、边界条件
1.2 液体表面波的基本方程{1.
2.1 势波的概念
阅读课本p5－6，
了解液体表面波为势波的概念！。

第一章1.在钢质船舶中船本型表面是指不包括附件和外板在内的船体外表面。

（）答案:对2.型线图是采用投影的方法，按一家的比例表示出船体表面化复杂形状的图纸，因此，它所采用的投影基准面有三个。

（）答案:对3.在型线图中量得的坐标值称为型值，型值有宽度值和高度值两部分。

（）答案:对4.船舶的主要尺度包括船长、型宽、型深和吃水。

（）答案:对5.从船的最首端至船最尾端的水平距离称垂线间长。

（）答案:错6.船型系数是用来表示船体肥瘦程度的无因次系数。

（）答案:对7.船体基准面有（）答案:中线面，中站面，基平面8.船长100m，宽9．5m，吃水3.18m，水下部分体积2326.2m3，则方型系数等于（）答案:0.779.方型系数Cb＝0.5，长宽比L／B＝6，宽吃水比B／d＝3，平均吃水d=6m，则水下部分体积等于（）答案:5832m310.某内河船舶长100m，宽10m，吃水5m，舷外水密度ρ＝1t／m3，方型系数Cb＝0.8，则该船排水量为（）答案:4000t11.船舶的吃水差是指（）答案:船首与船尾吃水之差12.船舶处于首倾状态时（）答案:尾吃水小于首吃水13.船舶的干舷是指（）答案:在船长中点处，沿舷侧从夏季载重线量至干舷甲板上表面的垂直距离14.F表示干舷，d表示吃水，D表示型深，则它们之间的近似表达式是（）答案:F＝D-d15.船舶的型宽是指（）答案:在船体最宽处船壳板内表面之间的水平距离16.船体中部由舷侧从平板龙骨上缘至上甲板下缘的垂直距离叫（）答案:型深17.总长Loa是（）答案:包括两端上层建筑在内的船体型表面最前端与最后端之间的水平距离18.船舶的中横剖面系数等于（）之比。

答案:中横剖面的浸水面积与对应水线宽和型吃水的乘积19.方型系数Cb,水线面系数Cw ,中横剖面系数Cm,棱型系数Cp，垂向棱型系数Cvp，下列正确的表达式是（）答案:Cb＝Cp×Cm20.关于海洋环保的国际公约是（）答案:MARPOL第二章1.总载重量是指货物及燃料的总重量。

有关波浪的一些基本问题2007 年04 月目录1 关于波浪的基本特征参数和名词解释................... 1.1.1 波浪的基本特征参数............................................... 1...1.2 有关波浪的名词解释...............................................2...2 描述波浪运动的基本理论 ............................. 4..2.1 艾利的微幅波理论................................................. 4...2.2 斯托克斯的有限振幅波............................................. 8..2.3 浅水非线性波1..3.3 波浪统计特征和谱1..4.3.1 波浪的统计特性1..4.3.2 波谱的简要介绍1..7.4 关于风浪计算的一些问题2..14.1 一般介绍2..1.4.2 几种参数化方法计算公式2..35 波浪传播与变形2..6.5.1 波浪浅水变形2..6.5.2 波浪折射2..7.5.3 波浪绕射2..8.5.4 波浪传播变形综合计算2..95.5 波浪破碎指标及破波波高2..95.5.1 波浪破碎指标及破波波高3..05.5.2 破波分类3..2.5.5.3 波浪的增、减水和近岸流3..35.6 波浪反射3..5.1 关于波浪的基本特征参数和名词解释波浪是海洋、 湖泊等水域常见的一种自然现象。

波浪生成原因很多，风是波 浪生成的重要因素，故有无风不起浪之说。

当然我们还见到无风时的浪， 称之为 涌浪，这也是由风引起，当风引起波浪传至风作用区域以外，被我们见到。

由于波浪是因风产生， 那么波浪大小和风的几个参数如风速、风时、 风距等 密切相关，对于近岸水域还受水深影响。

海洋工程波浪力学习题、思考题1．建立小振幅波理论时，作了那些假设？答：波幅或波高相对于波长是无限小，流体质点的速度是缓慢的。

按此假定波动的自由表面所引起的非线性影响可以忽略，即非线性的自由表面运动边界条件和动力边界条件可以简化为线性的自由表面边界条件。

2．试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。

答：波浪运动的基本方程和定解条件可以表述为：02=∇φ 全解域 0=∂∂-=dz zϕ底部条件ηηηϕηϕηηϕ===∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂=∂∂z z z yy xx t z自由表面运动学边界条件021222=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂++∂∂==ηηϕϕϕηϕz z z y x g t自由表面动力学边界条件()()y x t y x t ,,,0ηη==初始条件当∞→x 或±∞→y 或-∞→z 时()t z y x ,,,ϕ和()t y x ,,η保持有界无穷远条件3． 写出小振幅波（线性波）理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及其求解方法。

答：小振幅波（线性波）理论的基本方程和定解条件为：02=∇φ 全解域 0=∂∂-=dz zϕ底部条件0=∂∂=∂∂z zt ϕη自由表面运动学边界条件01=∂∂-=z tg ϕη自由表面动力学边界条件或两个波面条件联合写为：01022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=z t g z ϕϕ波面条件4． 线性波的势函数为)sin(ch )(ch 2t kx kd d z k gH ωωϕ-+=证明上式也可以写为)sin(sh )(ch 2t kx kdd z k Hc ωϕ-+=证明：因为：kgthkd =2ωthkd gk ωω=chkd shkdg c ω=shkdcchkd g =1ω 将该式代入原势函数表达式可以得到第二种表达式 5．由线性波势函数证明水质点轨迹速度)cos(sh )(ch t kx kd d z k T H u x ωπ-+=)sin(sh )(sh t kx kdd z k T H u z ωπ-+=并绘出相位πω2~0)(=-t kx 时自由表面处的水质点轨迹速度变化曲线以及相位等于0，2π，π，23π和π2时质点轨迹速度沿水深分布。

海洋科学导论课后习题答案海洋科学导论复习题第一章绪论2.海洋科学的研究对象和特点是什么海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。

它们至少有如下的明显特点。

首先是特殊性与复杂性。

其次，作为一个物理系统，海洋中水—汽—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星球上所未发现的。

第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。

3.海洋科学研究有哪些特点海洋科学研究也有其显着的特点。

首先，它明显地依赖于直接的观测。

其次是信息论、控制论、系统论等方法在海洋科学研究中越来越显示其作用。

第三，学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。

5.中国海洋科学发展的前景如何新中国建立后不到1年，1950年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，1959年扩建为海洋研究所。

1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。

1959年在青岛建立山东海洋学院，1988年更名为青岛海洋大学。

1964年建立了国家海洋局。

此后，特别是80年代以来，又陆续建立了一大批海洋科学研究机构，分别隶属于中国科学院、教育部、海洋局等，业已形成了强有力的科研技术队伍。

目前国内主要研究方向有海洋科学基础理论和应用研究，海洋资源调查、勘探和开发技术研究，海洋仪器设备研制和技术开发研究，海洋工程技术研究，海洋环境科学研究与服务，海水养殖与渔业研究等等。

在物理海洋学、海洋地质学、海洋生物学、海洋化学、海洋工程、海洋环境保护及预报、海洋调查、海洋遥感与卫星海洋学等方面，都取得了巨大的进步，不仅缩短了与发达国家的差距，而且在某些方面已跻身于世界先进之列。

第二章地球系统与海底科学3.说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。

地表海陆分布：地球表面总面积约×108km2，分属于陆地和海洋。

地球上的海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋；而陆地是相互分离的，故没有统一的世界大陆。

第一章 波浪理论1.1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设?【答】：（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ为一常数；（2）流体是无粘性的理想流体； （3）自由水面的压力均匀且为常数； （4）水流运动是无旋的； （5）海底水平且不透水；（6）作用于流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计； （7）波浪属于平面运动，即在xz 水平面内运动。

1.2 试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。

【答】：波浪运动基本方程是Laplace 方程：02222=∂∂+∂∂z x φφ或写作：02=∇φ。

该方程属二元二阶偏微分方程，它有无穷多解。

为了求得定解，需有包括初始条件和边界条件的定解条件：初始条件：因波浪的自由波动是一种有规则的周期性运动，初始条件可不考虑。

边界条件：（1）在海底表面，水质点垂直速度应为0，即=-=h z w或写为在z=-h 处，0=∂∂zφ（2）在波面z=η处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件 A 、动力边界条件02122=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂==ηφφφηηg z x tz z由于含有对流惯性项⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2221z x φφ，所以该边界条件是非线性的。

B 、运动边界条件，在z=η处0=∂∂-∂∂∂∂+∂∂zx x t φφηη。

该边界条件也是非线性的。

（3）波场上下两端面边界条件 ),(),,(z ct x t z x -=φφ 其中c 为波速，x -ct 表示波浪沿x 正向推进。

1.3 试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。

【答】：微幅波理论的基本方程为：02=∇φ定解条件：z=-h 处，0=∂∂zφz=0处， 022=∂∂+∂∂z g tφφz=0处，⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=t g φη1),(),,(z ct x t z x -=φφ求解方法：分离变量法 1.4 线性波的势函数为()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2， 证明上式也可写成()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 【证明】： 由弥散方程：()kh gk tanh 2⋅=σ以及波动角频率σ和k 波数定义: T πσ2=, Lk π2= 可得：()kh Lg T tanh 22ππσ⋅=⋅， 即 ()()kh kh L T g cosh sinh ⋅⋅=σ 由波速c 的定义：TLc =故：()()c kh g kh sinh cosh ⋅=⋅σ 将上式代入波势函数： ()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2 得： ()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 即证。

海洋工程波浪力学习题、思考题1．建立小振幅波理论时,作了那些假设？答:波幅或波高相对于波长就是无限小,流体质点的速度就是缓慢的。

按此假定波动的自由表面所引起的非线性影响可以忽略,即非线性的自由表面运动边界条件与动力边界条件可以简化为线性的自由表面边界条件。

2．试写出波浪运动基本方程与定解条件,并说明其意义。

答:波浪运动的基本方程与定解条件可以表述为:02=∇φ 全解域 0=∂∂-=dz zϕ底部条件ηηηϕηϕηηϕ===∂∂∂∂+∂∂∂∂+∂∂=∂∂z z z yy xx t z自由表面运动学边界条件021222=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂++∂∂==ηηϕϕϕηϕz z z y x g t自由表面动力学边界条件()()y x t y x t ,,,0ηη==初始条件当∞→x 或±∞→y 或-∞→z 时()t z y x ,,,ϕ与()t y x ,,η保持有界无穷远条件3． 写出小振幅波(线性波)理论的基本方程与定解条件,并说明其意义及其求解方法。

答:小振幅波(线性波)理论的基本方程与定解条件为:02=∇φ全解域 0=∂∂-=d z zϕ底部条件0=∂∂=∂∂z zt ϕη自由表面运动学边界条件01=∂∂-=z tg ϕη自由表面动力学边界条件或两个波面条件联合写为:01022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=z t g z ϕϕ波面条件4． 线性波的势函数为)sin(ch )(ch 2t kx kd d z k gH ωωϕ-+=证明上式也可以写为)sin(sh )(ch 2t kx kdd z k Hc ωϕ-+=证明:因为:kgthkd =2ωthkd gk ωω=chkd shkdg c ω=shkdcchkd g =1ω 将该式代入原势函数表达式可以得到第二种表达式 5．由线性波势函数证明水质点轨迹速度)cos(sh )(ch t kx kd d z k T H u x ωπ-+=)sin(sh )(sh t kx kdd z k T H u z ωπ-+=并绘出相位πω2~0)(=-t kx 时自由表面处的水质点轨迹速度变化曲线以及相位等于0,2π,π,23π与π2时质点轨迹速度沿水深分布。

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：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，是研究波浪理论及波浪对海洋工程结构物的作用力的一门科学，是船舶与海洋工程专业的学科基础必修课程。

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、随机波浪理论以及小尺度、大尺度结构物波浪作用力的计算方法等。

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建模、分析和求解，进而提升对波浪力学的理解，为海洋平台等结构物的设计奠定基础。

This course focuses on the wave theory and wave loading acted on the offshore structures, which is a fundamental, necessary subject for students from Naval Architectural and Ocean Engineering. This course will introduce wave theories, including the linear wave theory, nonlinear wave theory and stochastic wave theory. Meanwhile, the wave forces acted on the structures of small- and large-dimensions will be introduced. It will provide students with tools to deal with wave motion and wave action on offshore platforms and pipelines, which is very important for learning follow-up subjects such as designing of offshore- 5 -structures.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波浪荷载数据。

第一章绪论1.海洋地质学的研究对象和主要内容是什么？答：研究对象：占地球表面积70.8%的广阔海底，即被浩瀚无垠的海水所覆盖的这一部分岩石圈。

具体来说，就是从海岸线起，经大陆架、大陆坡、大陆裙直至深海洋底，其地理范围环绕七大洲，遍布四大洋。

主要内容：①、在海洋动力（波浪、潮汐、海流等营力）作用下海岸地貌的塑造演化、泥砂运动和沉积作用。

②、三角洲与河口湾的研究③、海平面变动及其地质意义④、海底地壳的组成物质及其分布规律⑤、珊瑚礁的成因、特征与成岩作用⑥、海底地壳的运动及其所引起的构造和形态特征⑦、海洋沉积物及其成岩过程⑧、大洋盆地的起源和发展演化历史⑨、海洋矿产资源的分布规律和成矿条件的探讨⑩、海岸工程、港口建设、滩涂开发等所涉及的海洋地质学知识在人类生产斗争中的应用2.研究海洋地质学有何理论和实际意义？答：海洋覆盖面积约占地球表面积的71%。

它是全球地质构造的重要组成部分，也是现代沉积作用的天然实验室。

海底蕴藏着丰富的矿产资源，是人类未来的重要资源基地。

海洋环境地质和灾害地质直接关系到人类的生产和生活。

海洋地质调查还是海港建设、海底工程和海底资源开发的基础。

因此，海洋地质学具有重要的理论和实践意义。

3概述海洋地质的研究历程？答：1872～1876年英国“挑战者”号进行环球海洋调查，第一次取得深海样品，发现了深海软泥和锰结核。

1891年由英国的默里和比利时的勒纳尔将这次凋查成果编制成第一幅世界大洋沉积分布图及写成《海洋沉积》一书，标志着近代海洋地质研究的开始。

“挑战者”号之后的几十年间，海洋地质的研究进展甚微。

1925～1927年，德国“流星”号调查船远航南大西洋，首次采用电子回声测深技术揭示了深洋底崎岖不平的地形，发现了纵贯整个大西洋的中央海岭；又用柱状取样管取样，进行样品的岩石学和矿物学研究，并首次推算了深海区的沉积速率。

20～30年代，荷兰地球物理学家芬宁·梅因纳斯等使用潜艇在爪哇海沟和波多黎各海沟进行海洋重力测量，发现了与海沟有关的显著的重力负异常。

船舶与海洋工程结构物强度知到章节测试答案智慧树2023年最新哈尔滨工程大学第一章测试1.不同类型的海洋平台的载荷工况都一样（）参考答案:错2.军船和民船的装载工况是相同的。

（）参考答案:错3.海洋平台结构的破坏模式主要是屈服破坏和疲劳破坏。

（）参考答案:错4.强度分析主要包括外载荷计算、内力分析、强度校核标准。

（）参考答案:对5.长方形梁截面的惯性矩与（）无关。

参考答案:粱的长度6.以下为全船性的外力的是（）。

参考答案:波浪压力;船体结构重量7.载荷随时间的变化性质分类有（）。

参考答案:不变载荷;动变载荷;静变载荷;冲击载荷8.虽然海洋平台的结构形式较多，但其总强度的模型主要有（）。

参考答案:三维空间梁模型;三维空间模型9.海洋平台受到的间接自然环境载荷包括以下（）参考答案:惯性力;系泊力10.造成海损事故的原因主要有（）。

参考答案:恶劣海况;意外事故;人为因素;强度不足第二章测试1.静置在波浪上的船体载荷曲线有两条性质，分别是：沿着船长分布的整个载荷曲线与轴线之间所包含的面积之和为0；上述面积对轴上任意一点的静力矩之和为零。

（）参考答案:对2.波长远大于船长或者远小于船长的情况下，浮力的分布与在静水中的浮力分布相差很小（）。

参考答案:对3.船体结构的响应分析是指（）。

参考答案:确定结构剖面中的应力或变形4.静置法中，船与波的相对速度为（）。

参考答案:=05.船舶静置在波浪上的总纵弯矩等于船舶在静水中的弯矩和船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩之（）。

参考答案:和6.船舶在中垂状态下，（）在船中，此时船中浮力较（）。

参考答案:波谷；小7.进行平衡水线调整时，需要满足以下（）条件。

参考答案:船体的排水体积不变;重力和浮力相等;重力和浮力的力矩相等8.绘制船体重量曲线时，需要遵循以下（）原则。

参考答案:重量的重心位置不变;重量的分布范围大体一致;重量的大小不变9.船舶静置在波浪上的波浪附加弯矩，其值的大小与下列（）因素有关。

第一章 流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度15ºC 时相对密度为0.83，求它的密度和重度。

解：4ºC 时所以，33/8134980083.083.0/830100083.083.0mN m kg =⨯===⨯==水水γγρρ1-2.甘油在温度0ºC 时密度为1.26g/cm3，求以国际单位表示的密度和重度。

333/123488.91260/1260/26.1m N g m kg cm g =⨯==⇒==ργρ 1-3.水的体积弹性系数为1.96×109N/m 2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩1％？MPa Pa E E VVVV p p6.191096.101.07=⨯==∆=∆=∆β 1-4.容积4m 3的水，温度不变，当压强增加105N/m 2时容积减少1000cm 3，求该水的体积压缩系数βp 和体积弹性系数E 。

解：1956105.2104101000---⨯=⨯--=∆∆-=Pa p V V p β Pa E p89104105.211⨯=⨯==-β 1-5. 用200L 汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了20ºC ，此时汽油的蒸气压为0.18大气压。

若汽油的膨胀系数为0.0006ºC －1，弹性系数为14000kg/cm 2。

试计算由于压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？解：E ＝E ’·g ＝14000×9.8×104PaΔp ＝0.18atdp pVdT T V dV ∂∂+∂∂=00V TVT V V T T ββ=∂∂⇒∂∂=00V p V p V V p p ββ-=∂∂⇒∂∂-= 所以，dp V dT V dp pVdT T V dV p T 00ββ-=∂∂+∂∂=从初始状态积分到最终状态得：LL L V p p E V T T V V dpV dT V dV T p pp T T T VV 4.21057.24.2200108.914000108.918.020*******.0)(1)(34400000000≈⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=---=--=-⎰⎰⎰βββ即()kg V V M 32.13810004.220010007.0=-⨯⨯=∆-=ρ另解：设灌桶时每桶最多不超过V 升，则200=++p t dV dV VV dt V dV t t 2000061.0⨯=⋅⋅=βV dp V dV p p 18.0140001⨯-=⋅⋅-=β（1大气压＝1Kg/cm 2） V ＝197.6升 dV t ＝2.41升 dV p ＝2.52×10-3升G ＝0.1976×700＝138Kg ＝1352.4N 1-6.石油相对密度0.9，粘度28cP ，求运动粘度为多少m 2/s?解：s Pa P sPa s mPa P cP ⋅=⋅=⋅==--1.0110110132()cSt St s m 3131.0/101.310009.01028253==⨯=⨯⨯==--ρμν 1-7.相对密度0.89的石油，温度20ºC 时的运动粘度为40cSt ，求动力粘度为多少？ 解：89.0==水ρρd ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4m 2/s μ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2 Pa ·s 1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s ，板与固定边界的距离δ=1，油的动力粘度μ＝1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：233/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μτ 1-9.如图所示活塞油缸，其直径D ＝12cm ，活塞直径d ＝11.96cm ，活塞长度L ＝14cm ，油的μ＝0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力F=？解：A ＝πdL , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s , Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2()N dy du AF 55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ第二章 流体静力学2-1. 如图所示的U 形管中装有水银与水，试求：（1）A 、C 两点的绝对压力及表压各为多少？ （2）A 、B 两点的高度差为多少？解：① p A 表＝γh 水＝0.3mH 2O ＝0.03at ＝0.3×9800Pa ＝2940Pap A 绝＝p a + p A 表＝（10+0.3）mH 2O ＝1.03at ＝10.3×9800Pa＝100940Pap C 表＝γhg h hg + p A 表＝0.1×13.6m H 2O+0.3mH 2O ＝1.66mH 2O ＝0.166at＝1.66×9800Pa ＝16268Pap C 绝＝p a + p C 表＝（10+1.66）mH 2O ＝11.66 mH 2O ＝1.166at ＝11.66×9800Pa ＝114268Pa ② 30c mH 2O ＝13.6h cmH 2O ⇒h ＝30/13.6cm=2.2cm题2-2 题2-32-2.水银压力计装置如图。

船舶阻力思考题与习题《船舶阻力》思考题与习题第一章总论1）《船舶阻力》学科的研究任务与研究方法。

2）船舶在水中航行时，流场中会产生那些重要物理现象？它们与阻力有何关系？3）影响船舶阻力的主要因素有那些？4）各阻力成分及其占总阻力的比例与航速有何关系？5）物体在理想流体无界域中运动时有无阻力？6）何谓二物理系统的动力相似？7）何谓傅汝德（Froude ）相似律？8）何谓雷诺（Reynolds ）相似律？9) 船模试验中能否实现“全相似”？为什么？10）何谓“相应速度”（又称“相当速度”）？11）某海船航速)(0.100m L =，)(0.14m B =,)(0.5m T =,)(0.42003m =?，湿面积s=5.90(m2)，V=17.0(kts)，阻力试验中所用船模缩尺比25=α，在相当速度下测得兴波阻力w R =9.8(n)，试验水温为12?C ，试求： i ）船模的相当速度及排水量；ii ）20?C 海水中实船的兴波阻力w R 。

注：1节(knot)=1.852(公里/小时)12）设825.1V R f ∝，2V R vp ∝，4V R w ∝，在某一航速下，t f R R %80=，t vp R R %10=，t w R R %10=，试计算当速度增加50％后，f R 、vp R 、w R 各占总阻力的百分比。

第二章粘性阻力1）何谓“相当平板”？2）摩擦阻力与流态的关系如何？雷诺数对摩擦阻力的影响如何？3）船体表面纵、横向曲度对摩擦阻力影响如何？4）何谓“水力光滑”？5）何谓“粗糙度补偿系数”？为何将其称为“换算补贴”或“相关补贴”？6）何谓“普遍粗糙度”？何谓“结构粗糙度”？7）你了解哪些关于减少摩擦阻力的近代研究，自己有何设想？8）试述粘压阻力的成因与特性9）为降低粘压阻力，对船型有何要求？10）试证在边界层未分离情况下，粘压阻力仍存在。

（考虑利用边界层方程与Lagrange 积分）11）你所了解的粘性阻力理论计算的研究现状与水平。

第一章 1．1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？ 1．2试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。

1．3试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。

1．4线性波的势函数为 gh coshk h z φ sin kx σt 2σ cosh kh 证明上式也可写为 Hc coshk h z φ sin kx σt 2 sinh kh 1．5 由线性波的势函数证明水质点轨迹速度 πH coshk h z u coskx σt T sinh kh πH sinhk h z ω sin kx σt T sinh kh 并绘出相位kx σt 02 π 时自由表面处的质点轨迹速度变化曲线以?跋辔坏扔?0， π /2，π ，3 π /2 和 2 π 时质点轨迹速度沿水深分布。

1．6 试根据弥散方程，编制一已知周期 T 和水深 h 计算波长、波数和波速的程序，并计算出 T 9s， h 分别为 25m 和 15m处的波长和波速。

1．7 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。

1 ρgH 2 1．8 证明线性波单位水柱体内的平均势能和动能为 16 。

1．9 在水深为 20m处，波高 H 1m，周期 T 5s，用线性波理论计算深度 z –2m、–5m、–10m处水质点轨迹直径。

1．10 在水深为 10m 处，波高 H 1m，周期 T6s，用线性波理论计算深度 z –2m、–5m、–10m 处水质点轨迹直径。

1 ． 1 在某水深处的海底设置压力式波高仪，测得周期 T 5s ，最大压力p max 85250 N / m 2 包括静水压力，但不包括大气压力，最小压力 p min 76250 N / m2 ，问当地水深、波高是多少 1．12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高 H 02m ，周期 T 10 s ，问传到lkm长的海岸上的波浪能量以功率计有多少？设波浪在传播中不损失能量。

海流海浪习题班级：姓名：座号：1.对于特定的船舶，其实际航速主要受制于：A.浪高和浪向B.浪高和周期C.周期和浪向D.长和浪高2.在大洋上，当波陡s接近何值时，波浪开始破碎？ A.1/9 B. 1/7 C. 1/5 D. 1/33.“海浪”通常是指：A.风浪、涌浪、近岸浪B.风浪、涌浪、海啸C.涌浪、海啸、潮波D.海啸、潮波、内波4.风浪离开风区传至远处的波浪或风区里风停息后遗留下来的波浪，称为：A:涌浪 B.风浪 C.内波 D.驻波5.下列哪种波浪可以作为预测台风或风暴来临的征兆？A，潮波 B.内波 C..风暴潮 D.涌浪6.在同一海域，风浪方向与海面风向之间的角度为： A. 900 B. 450 C. 280 D. 007.在同一海域，涌浪的传播方向与海面上的实际风向之间的角度为： A. 00 B. 280 C. 450 D.任意角度8.浅水波是： A.波长远小于海深的波 B.波长远大于海深的波C.波长等于海深的波D.水深小于l0m说出现的波9.风浪在成长过程中，风浪充分成长的要素取决于： A.风速 B.风时 C.风区 D.三者都对10.风速越大，风浪充分成长所需要的最小风区越和最小风时越＿。

A.小，短 B.小，长 C.大，短 D.大，长11.若深海海面风向为SW风，则表层风海流的流向应为：＿A.在北半球为南流、在南半球为西流B.在北半球为东流、在南半球为北流a) C. 在北半球为北流、在南半球为东流D．在北半球为西流、在南半球为南流12.表层风海流的大小： A.与海面风速成正比B:与海面风速成反比C.与纬度的正弦成反比D.与纬度的正弦平方根成正比13.在近岸浅海水域中，表层风海流的流向与风向：A.几乎垂直 B.几乎一致 C 几乎相反 D.不定14.下列说法正确的是：A.暖海流是指水温高于它所流经海域水温的海流B.暖海流是指水温高的海流1. C.暖海流是指由海水深处流向表层的海流 D.暖海流是指由海水表层流向深处的海流15.北太平洋的主要表层海流系统为：A.低纬度为顺时针环流，高纬度为逆时针环流B.低纬度为逆时针环流，高纬度为顺时针环流1. C.低纬度为顺时针环流，高纬度为顺时针环流 D.低纬度为逆时针环流，高纬度为逆时针环流16.在盛行西风带中海流流向大致是：A.自北向南B.自南向北C.自东向西D.自西向东17.南半球SE信风带形成的海流：A.向西南流动B.向东流动C.向西流动D.向西北流动18.中高纬度北大西洋西边界的海流是指:A.墨西哥湾海流B.拉布拉多海流C.北大西洋海流D.加那利海流19.下列哪个大洋的表层海流主要由季风引起？A.南太平洋B.北印度洋C.大西洋D:西北太平洋20.形成世界大洋表层海流系统的主要因素是：A.气温沿纬度分布不均匀B.同一纬度气压分布不均匀涨潮落 D.地转偏向力21.赤道逆流的位置与赤道无风带一致，平均位置约在：A.30S-50SB. 30N-50NC. 30N-30SD. 50N-50S22.在南半球自赤道至南纬400之间的三大洋海流模式是：A.各成一个顺时针大环流B.各大洋沟通的自西向东环流C.各成一个逆时针大环流D.各大洋沟通的自东向西环流23.北印度洋的赤道逆流出现的季节是： A.冬季 B.秋季 C.夏季 D.春季24.夏季，印度洋赤道逆流消失，整个北印度洋直到50S表层海流均为。