第１章

船舶在波浪上運動理論概述…………………………………………………………… １

1.1 船舶在波浪上運動的若干總體概念………………………………………………… １

1.2 船舶運動理論研究…………………………………………………………………… ４

第２章

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與幾個預(yù)備公式…………………………………………………………… １１

2.1 波浪與物體相互作用的初邊值問題………………………………………………… １１

2.1.1 均勻、不可壓縮理想流體的無旋運動……………………………………… １１

2.1.2 拉普拉斯方程解的唯一性…………………………………………………… １３

2.1.3 邊界條件和初始條件的初步考察…………………………………………… １４

2.2 格林函數(shù)法…………………………………………………………………………… １９

2.2.1 格林公式……………………………………………………………………… １９

2.2.2 單層勢與雙層勢……………………………………………………………… ２３

2.2.3 邊界積分方程法……………………………………………………………… ２４

2.3 攝動理論……………………………………………………………………………… ２５

2.4 斯托克斯公式及其推廣……………………………………………………………… ２８

2.5 駐相法………………………………………………………………………………… ３０

第３章

水波理論基礎(chǔ)………………………………………………………………………… ３３

3.1 水波的種類…………………………………………………………………………… ３３

3.2 線性波浪定解問題的分離變量求解………………………………………………… ３４

3.3 平面前進(jìn)波、波浪的基本性質(zhì)……………………………………………………… ３６

3.4 波浪能量與波能傳遞………………………………………………………………… ４２

3.5 高階波浪……………………………………………………………………………… ４６

第４章

船舶運動流體動力問題的一般提法………………………………………………… ５６

4.1 坐標(biāo)系選取和運動量的描述………………………………………………………… ５７

4.2 角速度與歐拉角的關(guān)系……………………………………………………………… ６０

4.3 自由面條件的攝動展開……………………………………………………………… ６４

4.4 物面條件的攝動展開………………………………………………………………… ６７

4.5 線性速度勢的分解…………………………………………………………………… ７５

附錄 速度勢的變換……………………………………………………………………… ７９

第５章

船舶微幅搖蕩的輻射問題…………………………………………………………… ８１

5.1 無航速船舶簡諧振蕩時產(chǎn)生的速度勢……………………………………………… ８１

5.2 無航速船舶輻射勢的格林函數(shù)解法………………………………………………… ８４

5.2.1 規(guī)范化輻射勢的格林函數(shù)解法……………………………………………… ８４

5.2.2 三維脈動點源速度勢………………………………………………………… ８６

5.3 附加質(zhì)量阻尼系數(shù)…………………………………………………………………… ９４

5.4 航行船舶輻射問題…………………………………………………………………… ９９

5.5 有航速船舶輻射勢的格林函數(shù)解法……………………………………………… １０４

5.5.1 有航速輻射規(guī)范化速度勢的格林函數(shù)解法……………………………… １０４

5.5.2 移動脈動源格林函數(shù)……………………………………………………… １０７

5.5.3 移動脈動源的波形………………………………………………………… １１４

5.6 輻射問題的求解與數(shù)值算例……………………………………………………… １１８

5.6.1 方程離散…………………………………………………………………… １１８

5.6.2 格林函數(shù)的處理…………………………………………………………… １１９

5.6.3 數(shù)值算例…………………………………………………………………… １２４

附錄 距離倒數(shù)的傅里葉重積分表達(dá)式………………………………………………… １３０

第６章

繞射問題和波浪力…………………………………………………………………… １３２

6.1 遭遇頻率和自然頻率……………………………………………………………… １３２

6.2 繞射問題的數(shù)學(xué)提法……………………………………………………………… １３５

6.3 波浪力的表達(dá)……………………………………………………………………… １３７

6.4 波浪力的數(shù)值結(jié)果………………………………………………………………… １４１

第７章

船體在波浪上的運動………………………………………………………………… １４４

7.1 船體運動方程的一般描述………………………………………………………… １４４

7.2 流體作用力………………………………………………………………………… １４７

7.2.1 流體動力…………………………………………………………………… １４８

7.2.2 流體靜恢復(fù)力……………………………………………………………… １５０

7.3 船體線性運動方程………………………………………………………………… １５３

7.4 參考坐標(biāo)系下船體運動方程……………………………………………………… １５４

第８章

切片理論……………………………………………………………………………… １６０

8.1 附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)的表達(dá)……………………………………………………… １６１

8.2 波浪力的計算……………………………………………………………………… １６６

8.3 二維輻射勢的求解………………………………………………………………… １６９

8.4 切片法結(jié)果與實驗及三維理論的比較…………………………………………… １７５

第９章

隨機波浪中船體運動………………………………………………………………… １７９

9.1 不規(guī)則波的表達(dá)…………………………………………………………………… １７９

9.2 隨機過程譜分析…………………………………………………………………… １８０

9.3 海浪譜密度的表達(dá)式……………………………………………………………… １８４

9.4 線性系統(tǒng)及其響應(yīng)關(guān)系…………………………………………………………… １８６

第１０章

船舶在波浪上運動的時域計算…………………………………………………… １９１

10.1 時域問題的提法和格林函數(shù)解…………………………………………………… １９２

10.2 時域格林函數(shù)……………………………………………………………………… １９７

10.3 無航速問題的求解………………………………………………………………… ２００

10.3.1 輻射問題的線性時域解………………………………………………… ２００

10.3.2 繞射問題的線性時域解………………………………………………… ２０４

10.3.3 船體的流體作用力與時域運動方程…………………………………… ２０７

10.4 間接時域法………………………………………………………………………… ２０９

10.4.1 輻射力的頻時域轉(zhuǎn)換與時延函數(shù)……………………………………… ２０９

10.4.2 波浪力的頻時域轉(zhuǎn)換…………………………………………………… ２１０

10.5 有航速問題的求解………………………………………………………………… ２１１

10.6 物體大振幅運動的線性理論……………………………………………………… ２１５

10.7 簡單格林函數(shù)法…………………………………………………………………… ２１７

10.8 混合格林函數(shù)法…………………………………………………………………… ２１９

10.8.1 流域的劃分及混合混合格林函數(shù)法…………………………………… ２１９

10.8.2 輻射脈沖分解與數(shù)值離散求解………………………………………… ２２１

10.8.3 繞射勢的求解…………………………………………………………… ２２４

10.9 一些數(shù)值計算與結(jié)果……………………………………………………………… ２２５

10.9.1 時域格林函數(shù)的數(shù)值處理……………………………………………… ２２５

10.9.2 時延函數(shù)………………………………………………………………… ２２７

10.9.3 混合格林函數(shù)法與時域運動計算……………………………………… ２２９

附錄 變化率公式………………………………………………………………………… ２３２

第１１章

船舶運動的綜合分析……………………………………………………………… ２３３

11.1 高速船運動的二維半理論………………………………………………………… ２３３

11.2 橫搖阻尼的非線性與橫搖運動微分方程………………………………………… ２３５

11.2.1 橫搖阻尼………………………………………………………………… ２３５

11.2.2 橫搖阻尼的模型試驗與經(jīng)驗公式……………………………………… ２３６

11.3 回復(fù)力的非線性與參數(shù)橫搖……………………………………………………… ２３９

11.3.1 參數(shù)橫搖的研究進(jìn)展…………………………………………………… ２３９

11.3.2 參數(shù)橫搖的多水平預(yù)報方法…………………………………………… ２４０

11.4 多浮體間的水動力相互作用……………………………………………………… ２４２

11.4.1 多浮體水動力相互作用問題…………………………………………… ２４３

11.4.2 作用在浮體上的流體動力……………………………………………… ２４４

11.4.3 相鄰兩浮體在波浪中耦合運動的時域方程…………………………… ２４４

第１２章

二階波浪力理論計算與波阻增加………………………………………………… ２４８

12.1 二階力的壓力積分法（近場法）…………………………………………………… ２５０

12.2 不規(guī)則波的二階力問題…………………………………………………………… ２５７

12.3 二階速度勢的定解問題…………………………………………………………… ２５９

12.4 波群的誘導(dǎo)長波…………………………………………………………………… ２６４

12.5 遠(yuǎn)場積分法………………………………………………………………………… ２６７

12.6 波浪中航行船舶的阻力增加……………………………………………………… ２７２

12.6.1 經(jīng)典的波浪增阻計算方法……………………………………………… ２７４

12.6.2 三維散射能量…………………………………………………………… ２７６

12.6.3 短波增阻………………………………………………………………… ２７９

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… ２８１

索引…………………………………………………………………………………………… ２９７