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目录 1

第一章 数学基础 1

第一节 Fourier级数和Fourier变换 1

一、Fourier级数 1

二、Fourier变换 3

第二节 双曲函数和三角函数 5

一、双曲函数的定义及图形特征 5

第三节 贝塞尔函数 6

二、复数形式的三角函数 6

第四节 椭圆函数 7

第二章 波浪理论 9

第一节 势函数及其遵循的规律 9

一、Laplace方程 9

二、Bernoulli方程 10

三、边界条件 10

第二节 线性波理论 11

二、线性化边值问题的分离变量解 12

一、表面条件的线性化 12

三、几个特征量 14

四、波浪水质点速度和加速度 15

五、水质点的位移 16

六、动压力 17

七、深水与浅水的简化公式 17

八、波能、波能流和波群速度 18

第三节 Stokes波理论 21

一、二阶Stokes 22

二、五阶Stokes波 25

第四节 椭余波理论 27

一、概述 27

二、主要结果 27

第五节 流函数波理论 31

第六节 驻波理论 35

第七节 理论的适用性 36

第一节 波浪力的表述 41

第三章 作用在小结构上的波浪力 41

第二节 Morison方程 42

一、Morison方程的标准形式 42

二、Morison方程的几种修正形式 45

三、确定系数的试验方法 54

第三节 横向力 57

第四节 水动力系数 59

一、光滑柱体 59

二、粗糙柱体 63

三、倾斜柱体 65

四、墙面作用的影响 66

五、结构相互作用的影响 69

第五节 系数的选择问题 71

一、检验方法的指导原则 71

二、海上试验 72

三、实验室系数在设计中的应用 74

第六节 自由表面的影响 75

一、水平柱体 78

第四章 作用在大型结构上的波浪力 78

第一节 Froude-Krylov力 78

二、水平半柱体 80

三、球 81

四、半球 83

五、垂直柱体 84

六、矩形箱体 85

七、圆盘 86

八、Froude-Krylov力的系数 86

九、例 87

第二节 绕射理论 89

一、完整的边值问题提法 89

二、脉动展开方法 89

三、作用在结构上的波浪力 91

第三节 解析形式的解 91

一、大型固定垂直柱体 91

二、坐底水平半柱体 96

三、坐底半球 98

四、垂直柱体群 101

第四节 绕射理论的数值方法 103

一、二维源汇方法 103

二、三维源汇方法 109

第五章 海岸工程中的波浪问题 112

第一节 波浪的浅水变形 112

一、波浪的折射 112

二、近岸波高的变形 114

三、波浪的绕射 116

四、缓坡方程 119

第二节 港池的共振 120

一、港池共振的数学模型 120

二、港池波面的响应函数的数值计算 122

三、矩形港池的振动波 123

一、直墙式防波堤上波压力公式 125

第三节 直墙式防波堤上的波浪力 125

二、破碎波的波压力公式 127

第六章 漂浮结构动力学 130

第一节 漂浮结构运动概述 130

一、线性势流理论问题的描述 131

二、作用在结构上的水动力 132

三、波浪中结构的运动方程 133

第二节 单自由度系统 134

一、临界阻尼系数和阻尼因子 135

二、强迫振荡方程的解 136

三、铰接平台的分析 138

第三节 铰接装卸平台—油轮系统 141

第四节 锚链系泊系统 144

一、一般模型 145

二、悬链线方程和锚链系泊力 147

第五节 二阶力和低频波浪阻尼 150

一、二阶波浪力的积分方法 150

二、低频漂移阻尼 152

三、波浪漂移阻尼的一种切片理论方法 153

第七章 随机波浪 155

第一节 海浪的观测与描述 155

一、海浪是随机现象 155

二、随机变量的描述 156

三、不规则波的观测和描述 158

第二节 不规则波的表达 160

第三节 不规则波的统计特征 162

一、有义波高 163

二、平均波浪周期 167

第四节 波谱 168

一、Bretschneider谱 168

二、ISSC谱 168

三、Pierson-Moskowitz（PM）谱 168

四、ITTC谱 169

五、JONSWAP谱 169

六、文圣常谱 170

一、各态历经随机过程的自相关函数 171

第五节 实测海浪分析 171

二、各态历经随机过程的谱分析 172

三、谱密度函数估算的相关函数法 174

第八章 不规则波中的结构响应 177

第一节 线性系统和谱分析 177

一、线性系统 177

二、脉冲响应 178

三、频率响应函数和响应谱 179

第二节 短期预报 181

一、Morison力谱 181

二、不规则波中的运动统计 184

三、极值问题 186

第三节 长期预报 188

一、波浪的长期分布数据 188

二、长期分布概率 189

三、长期极值估算 190

参考文献 192