船舶在波浪上的運動理論

《船舶在波浪上的運動理論》是船舶海洋工程的經典教材，理論體系完整性系統性、難度深度安排循序漸進，非常適合船海工程專業學生學習參考。全書共12章，內容涵蓋船舶運動的力學和數學基礎、船舶在波浪上的運動問題的求解方法及其相關的研究進展，重點研究了船舶微幅搖盪的輻射問題、繞射問題、切片理論、船舶在波浪上運動的時域計算等關鍵問題。《船舶在波浪上的運動理論》可作為船舶與海洋工程專業教材，也可供船舶與海洋工程專業和相關專業的研究技術人員閲讀參考。 ^[1] 

第1章

船舶在波浪上運動理論概述

1.1 船舶在波浪上運動的若干總體概念

1.2 船舶運動理論研究

第2章

數學基礎與幾個預備公式

2.1 波浪與物體相互作用的初邊值問題

2.1.1 均勻、不可壓縮理想流體的無旋運動

2.1.2 拉普拉斯方程解的唯一性

2.1.3 邊界條件和初始條件的初步考察

2.2 格林函數法

2.2.1 格林公式

2.2.2 單層勢與雙層勢

2.2.3 邊界積分方程法

2.3 攝動理論

2.4 斯托克斯公式及其推廣

2.5 駐相法

第3章

水波理論基礎

3.1 水波的種類

3.2 線性波浪定解問題的分離變量求解

3.3 平面前進波、波浪的基本性質

3.4 波浪能量與波能傳遞

3.5 高階波浪

第4章

船舶運動流體動力問題的一般提法

4.1 座標系選取和運動量的描述

4.2 角速度與歐拉角的關係

4.3 自由面條件的攝動展開

4.4 物麪條件的攝動展開

4.5 線性速度勢的分解

附錄 速度勢的變換

第5章

船舶微幅搖盪的輻射問題

5.1 無航速船舶簡諧振盪時產生的速度勢

5.2 無航速船舶輻射勢的格林函數解法

5.2.1 規範化輻射勢的格林函數解法

5.2.2 三維脈動點源速度勢

5.3 附加質量阻尼係數

5.4 航行船舶輻射問題

5.5 有航速船舶輻射勢的格林函數解法

5.5.1 有航速輻射規範化速度勢的格林函數解法

5.5.2 移動脈動源格林函數

5.5.3 移動脈動源的波形

5.6 輻射問題的求解與數值算例

5.6.1 方程離散

5.6.2 格林函數的處理

5.6.3 數值算例

附錄 距離倒數的傅里葉重積分表達式

第6章

繞射問題和波浪力

6.1 遭遇頻率和自然頻率

6.2 繞射問題的數學提法

6.3 波浪力的表達

6.4 波浪力的數值結果

第7章

船體在波浪上的運動

7.1 船體運動方程的一般描述

7.2 流體作用力

7.2.1 流體動力

7.2.2 流體靜恢復力

7.3 船體線性運動方程

7.4 參考座標系下船體運動方程

第8章

切片理論

8.1 附加質量和阻尼係數的表達

8.2 波浪力的計算

8.3 二維輻射勢的求解

8.4 切片法結果與實驗及三維理論的比較

第9章

隨機波浪中船體運動

9.1 不規則波的表達

9.2 隨機過程譜分析

9.3 海浪譜密度的表達式

9.4 線性系統及其響應關係

第10章

船舶在波浪上運動的時域計算

10.1 時域問題的提法和格林函數解

10.2 時域格林函數

10.3 無航速問題的求解

10.3.1 輻射問題的線性時域解

10.3.2 繞射問題的線性時域解

10.3.3 船體的流體作用力與時域運動方程

10.4 間接時域法

10.4.1 輻射力的頻時域轉換與時延函數

10.4.2 波浪力的頻時域轉換

10.5 有航速問題的求解

10.6 物體大振幅運動的線性理論

10.7 簡單格林函數法

10.8 混合格林函數法

10.8.1 流域的劃分及混合混合格林函數法

10.8.2 輻射脈衝分解與數值離散求解

10.8.3 繞射勢的求解

10.9 一些數值計算與結果

10.9.1 時域格林函數的數值處理

10.9.2 時延函數

10.9.3 混合格林函數法與時域運動計算

附錄 變化率公式

第11章

船舶運動的綜合分析

11.1 高速船運動的二維半理論

11.2 橫搖阻尼的非線性與橫搖運動微分方程

11.2.1 橫搖阻尼

11.2.2 橫搖阻尼的模型試驗與經驗公式

11.3 回覆力的非線性與參數橫搖

11.3.1 參數橫搖的研究進展

11.3.2 參數橫搖的多水平預報方法

11.4 多浮體間的水動力相互作用

11.4.1 多浮體水動力相互作用問題

11.4.2 作用在浮體上的流體動力

11.4.3 相鄰兩浮體在波浪中耦合運動的時域方程

第12章

二階波浪力理論計算與波阻增加

12.1 二階力的壓力積分法（近場法）

12.2 不規則波的二階力問題

12.3 二階速度勢的定解問題

12.4 波羣的誘導長波

12.5 遠場積分法

12.6 波浪中航行船舶的阻力增加

12.6.1 經典的波浪增阻計算方法

12.6.2 三維散射能量

12.6.3 短波增阻

參考文獻

索引 ^[1] 

朱仁傳，船舶工程專業碩士，海洋工程專業博士，博導，上海交通大學船舶海洋與建築工程學院教授。長期致力於波浪中船舶與海洋工程結構物運動與載荷的時域模擬與計算、船舶與海洋工程非線性水動力學、深海繫泊系統與多體干擾、海上安裝施工中水動力學問題等多個領域的研究。多次獲得教育部優秀青年教師資助、上海交通大學青年教師資助項目，承擔國家自然科學基金項目和國家自然科學基金重點項目，國家“863計劃”專題研究項目，參與中海油合作海上安裝水下安裝、工信部LNG船項，參與完成了多項海軍預研課題。

繆國平，教授，博士生導師，上海交通大學船舶與海洋工程學院院長。長期從事水波動力學與水動力噪聲方面的科研和教學工作。1993年獲國務院政府特殊津貼，2001年被評為“全國優秀博士論文”指導教師。承擔過國防科工委、國家自然科學基金等20餘項研究課題。發表論文150餘篇，專著4本。 ^[1]