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PAGEPAGE1附件五硕士研究生培养方案学科代码:0824学科名称:船舶与海洋工程类型:学术研究型一、研究方向1.结构振动噪声控制2.船舶与海洋工程结构强度与安全性评估3.船舶与海洋结构物环境载荷4.海洋再生能源装置与船舶螺旋桨设计与性能计算5.复合材料船艇6.船舶与海洋工程结构物设计与制造二、课程设置类别课程编号课程名称学时课内/实验学分开课时间备注学位课程公共学位课(GXW)S0800000Q思想政治理论课3秋第一外国语2秋Q数值分析36/82秋Q数理方程362秋学科基础课(XW)(6学分)S0111001Q船舶与海洋工程计算结构力学26/102秋张岩桂洪斌S0111002Q海洋流体动力学362秋周军伟王大政S0111003Q船舶与海洋结构物先进设计技术362秋金跃刘伟力S0111004Q船舶与海洋结构物先进制造技术362秋张永健初冠南S011渐近分析362春戴愚志周军伟学科专业课(XW)(4学分)S0111006Q高等结构动力学362秋董科桂洪斌S0111007Q船舶与海洋工程结构分析362秋桂洪斌张岩S0111008Q计算船舶流体力学26/102秋周军伟王大政S0111009Q船舶在波浪上的运动理论(王)32/42秋戴愚志王言英S0111010Q高性能船舶设计362秋金跃张劲生S0111011Q船舶生产管理与决策理论362秋张永健梅蕾选修课程(X)(不少于8学分)S011船舶结构振动与噪声控制(桂初董)362春桂洪斌董科S011船舶结构优化与可靠性理论362春徐丽于昌利S011结构疲劳与断裂362春董科桂洪斌S011结构稳定性理论362春张岩董科S011船舶螺旋桨理论与应用362春王大政周军伟S01110海洋结构物的载荷与动力响应362春王言英徐丽S011海洋再生能源与装置362春王大政周军伟S011高速船水动力学362春张劲生周军伟S011工程船舶设计362春刘伟力于昌利S011复合材料船艇美学与造型设计30/62春梅蕾王荣国S011深水结构成形原理及技术362春初冠南刘伟力S011船舶与海洋工程材料与设计362春王荣国梅蕾专题课程(ZT)S011船舶与海洋工程专题讲座9次2春补修课(BX)导师选定学术活动3次1注:补修课的学分按原课程学分的一半填写。对学术活动的要求:参加3次以上由导师安排的学术活动,并作一次以上的学术报告。课程编号说明:1、第一位用S表示硕士生课程;2、第二、三位表示学院,第四、五位表示系,不设系的学院第四、五位填写“0”;3、第六、七、八位表示顺序号;4、第九位表示开课学期(C表示春季学期开课,Q表示秋季学期开课)。院(系)审核意见:学位分委员会审批意见:(教授委员会)签字:签字:日期:日期:

附件六研究生课程教学大纲课程编号:S0111001Q课程名称:船舶与海洋工程计算结构力学开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:张岩桂洪斌先修课程:船舶结构力学 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课+实验课程目的和基本要求:(200字左右)船舶计算结构力学是结构力学分析的数值方法,是计算杆件及复杂结构的应力、位移及振动问题的通用计算工具,是进行结构优化设计的技术基础。通过研究计算结构力学的基础理论,实现以船舶与海洋工程结构为对象的数值计算,进一步可作为有限元软件学习的基础理论。课程要求掌握数值计算方法和编程计算。课程主要内容:(1000~1500字)内容包括变分法、加权残值法、平面及空间问题有限元法、边界元法、结构动力分析有限元法、非线性有限元法、弹性稳定问题有限元法、薄壁结构中的有限元法及并行算法,有限元图形处理和计算结构力学的一些进展。1变分原理4学时变分原理是力学分析中的重要数学工具之一。能量法、有限元法、加权残值法等力学方法都是以变分原理为数学工具的。本章简单介绍变分和泛函,作为后续学习的数学基础。1.1变分法的基本概念1.2变分的特性1.3泛函极值问题的求解1.4条件极值问题1.5常用的变分原理1.6李兹法2加权残值法2学时加权残值法(MethodWeightedResidual)是一种应用广泛的求解微分方程的方法,是成熟的数值计算方法。具有原理统一,应用广泛,计算程序简短,耗费计算机时少,便于使用计算机等特点,其对计算结构力学发展有巨大推动作用。2.1加权残值法的基本概念2.2各种类型的加权残值法2.3伽辽金法和李兹法的关系3平面问题有限元法6学时有限元法(FiniteElementMethod)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。平面问题是空间问题的基础,通过对平面问题的有限元分析来引入有限元计算的流程。3.1有限元位移法的基本思想3.2单元类型3.3单元位移函数3.4插值函数3.5刚度方程的建立3.6等效节点载荷计算与载荷向量3.7边界条件的处理4空间问题有限元法2学时实际工程中大部分都是空间问题,只有少部分能简化为平面问题。空间问题包括空间杆系结构问题和三维弹性问题。由于空间问题自由度数多,单元划分不易,准备工作量大等特点,尽管有限元方法可以建立统一的数值计算格式,如果不借助计算机,也很难求解。4.1概述4.2几何、物理方程4.3常用单元4.4单元刚度矩阵4.5空间坐标变换4.6单元等效节点载荷5等参元4学时等参数单元(简称等参元)就是对单元几何形状和单元内的参变量函数采用相同数目的节点参数和相同的形函数进行变换而设计出的一种新型单元。由于等参变换的采用使等参单元的刚度、质量、阻尼、荷载等特性矩阵的计算仍在前面所表示单元的规则域内进行,因此不管各个积分形式的矩阵表示的被积函数如何复杂,仍然可以方便地采用标准化的数值积分方法计算。也正因为如此,等参元已成为有限元法中应用最为广泛的单元形式。5.1等参元的基本概念5.2形函数的确定5.3等参元单元刚度矩阵5.4高斯积分5.5等参元的收敛性6薄板弯曲问题2学时薄板是指其厚度远小于板面尺寸的平板。薄板在横向载荷作用下的弯曲是船舶与海洋工程结构物的一大类问题,利用小挠度理论建立薄板弯曲问题的基本方程,通过确定边界条件来求解方程。在本章中仅讨论薄板和薄壳问题。6.1薄板小挠度弯曲的基本方程式6.2单元概述6.3矩形薄板弯曲单元6.4三角形薄板单元6.5薄壳单元7结构动力学问题的有限元法2学时结构动力学问题与静力学问题不同,它处理的是载荷随时间变化的结构系统特性及其响应。把结构离散为有限个单元体,但由于动态特性的引入,需要考虑单元的惯性力和阻尼力等因素。结构动力分析的主要任务有二:其一是求出结构的动态特性,主要求出结构的固有频率和振型,其二是求出结构随时间变化的载荷的响应,即动载荷作用下的运动规律、应力。7.1概述7.2动力方程7.3单元质量矩阵7.4单元阻尼矩阵7.5特征值问题及其解法8弹性结构稳定性分析的有限元法2学时船舶与海洋工程结构的设计过程除进行强度、刚度计算外,一些构件的稳定性也必须考虑,弹性稳定是指当结构构件在外载荷作用下处于弹性平衡状态并受干扰力而偏离平衡位置时,若干扰力消除后仍能恢复到原来的平衡状态,结构弹性稳定平衡。8.1概述8.2杆单元几何刚度矩阵8.3杆系结构的稳定性问题有限元法9非线性问题的有限元法2学时非线性问题包括几何非线性,材料非线性和变边界条件问题。由于非线性问题的复杂性,除少数简单问题外,严格的数学求解十分困难,实践证明,有限元法解决结构的非线性问题是有效的。本章主要研究几何非线性的有限元法。9.1概述9.2非线性问题有限元方程的一般解法9.3非线弹性力学有限元解法实验(上机编程实践)10学时在完成计算结构力学基础理论学习的基础上,学习船舶与海洋工程中常见构件与结构的有限元分析方法,包括单元选取、边界处理、网格划分及一些特殊要求等。学生通过上机编程实践,完成以下主要内容:选择合适的理论及有限元单元,编程完成杆、梁、桁架以及复杂船体结构的弹性、非线性及稳定性等问题的数值计算,能用有限元软件完成船舶与海洋工程结构的基本力学分析。课程主要教材:1.聂武,孙丽萍.船舶计算结构力学.哈尔滨工程大学出版社.2003主要参考文献:1.司海宝.计算结构力学与有限单元法课程教学的思考.安徽工业大学学报(社会科学版).20112.陈铁云;张圣堃;钱仍勣.船舶计算结构力学的现状和发展—数值分析方法在船舶结构强度计算中的应用.上海交通大学学报.19813.赵锡钱.计算结构力学的发展概况与当前课题.南昌大学学报(工科版).1992课程编号:S0111002Q课程名称:海洋流体动力学开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:周军伟王大政先修课程:流体力学 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课+研讨课程目的和基本要求:(200字左右)要求掌握船舶与海洋工程中常见水动力问题的模型分析方法,及其在船舶与海洋工程中的应用;掌握边界层理论与漩涡分离理论;掌握势流理论及相关的保角映射、分离变量、格林公式;掌握升力线、升力面理论;掌握波浪基本理论与船行波、船舶兴波阻力的理论分析方法;掌握细长体水动力问题分析方法。课程主要内容:(1000~1500字)第一章模型分析(6学时)介绍了船舶与海洋工程领域的常见水动力问题;讲解了重力作用下物体落体运动的模型分析方法;讲解了重力与浮力作用下船体摆动问题的模型分析方法;讲解了波浪问题的模型分析方法;讲解了球体、平板、钝体阻力的无量纲描述;讲解了翼型升力、阻力的无量纲描述;讲解了螺旋桨性能的无量纲描述;讲解了船体阻力的无量纲描述;讲解了船体-螺旋桨干扰问题的处理方法;讲解了加速运动物体所受非定常力的模型分析方法;讲解了漩涡脱落问题的无量纲描述;讲解了波浪中静止物体、运动物体及船体受力的模型分析方法。第二章粘性流体运动(6学时)讲解了流体粘性的来源与数学描述;讲解了质量守恒与动量守恒方程;讲解了流体输运定理;讲解了连续方程与欧拉方程;讲解了牛顿流体的剪切应力表达;讲解了Navier-Stokes方程以及边界条件、体积力、重力在方程中的表达;讲解了平行平板间流动与管流内流动的理论解;介绍了平板流动,并讲解了平板流动的非定常问题分析方法;讲解了定常层流边界层一维问题与二维问题的分析方法;讲解了湍流边界层理论与壁面函数;介绍了粗糙度对对湍流的影响。第三章理想流体运动(6学时)讲解了无旋流动的描述;讲解了速度势的数学描述;讲解了伯努利方程;讲解了速度势表达的边界条件;讲解了简单的势流,包括点源、点汇、点涡,及组合形式;讲解了流函数与复势表达;讲解了保角映射方法与分离变量法以及相对坐标系下的势流函数表达;讲解了格林函数理论与奇点分布问题;讲解了物体表面受水动力的势函数表达;讲解了附连水问题的分析方法与常见处理方法;讲解了有限域内物体受力的势函数表达;讲解了相函数方法。第四章升力面理论(6学时)讲解了基于势函数分析的二维维翼型升力理论及线性化方法;讲解了翼型升力问题的理论解法;介绍了简单翼型及性能描述;介绍了二维翼型阻力的分析方法;讲解了二维源汇分布于与简单的积分方程;讲解了三维涡理论与平板升力面理论;讲解了诱导阻力理论与升力线理论;讲解了空化理论与对称空化问题;讲解了超空化翼型理论;讲解了非定常翼型理论与时间相关的振荡问题;讲解了非定常来流问题与瞬态问题。第五章波浪(6学时)讲解了线性自由液面条件;讲解了平面行进波理论;介绍了有限水深对波的影响;讲解了非线性波;讲解了波的质量输运;讲解了叠加平面波与波群;讲解了波浪能量;讲解了二维船行波与三维船行波;讲解了静止相法;讲解了波的辐射与波阻力;讲解了波的模态分析;讲解了规则波中船体的响应与船的静水力分析;讲解了船的浮沉与附连水问题;讲解了波的激振力;讲解了规则波中附体的运动;讲解了非规则波与非规则波中附体的受力。第六章细长体水动力学(6学时)讲解了细长体在无限流域中的势函数表达;讲解了直行中的受力分析;讲解了横向运动中的受力分析;讲解了船舶操纵性;讲解了波浪中细长体受力分析方法;讲解了薄船理论;讲解了浅水中细长体受力分析方法。课程主要教材:自编主要参考文献:夏国泽,《船舶流体力学》,华中科技大学出版社,2003年陈懋章,《粘性流体动力学基础》,高等教育出版社,2002戴遗山,段文洋,《船舶在波浪中运动的势流理论》国防工业出版社,2008董世汤,《船舶推进器水动力学》,国防工业出版社,2009J.N.Newman.MarineHydrodynamics影印版.MITpress,1977课程编号:S0111003Q课程名称:船舶与海洋结构物先进设计技术开课院系:船舶与海洋工程学院任课教师:金跃刘伟力先修课程:船舶设计原理 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)本课程是研究船舶与海洋结构物设计方法以及基本观点的综合性课程,包括主要的设计理论、设计方法和设计软件,主要国际公约与法规对设计的制约和要求以及设计的发展与展望等内容。通过本课程的学习可以使学生了解和掌握先进的设计理论和设计方法,为其后续课程的学习以及科研实践活动打下基础。课程主要内容:(1000~1500字)本课程共分为四个部分,主要内容为:1、船舶设计技术发展概述(4课时)概述性阐述船舶设计的主要内容,设计方法,设计中的主要矛盾,设计技术发展的主要方向。2、主要国际公约与法规(8课时)国际航运公约是促进航运安全、统一航运标准、便利国际运输的有效手段。公约内容涉及船舶设计、建造的技术与设备方面的具体问题。本课程讲解IMO的主要公约和法规(1974国际海上人命安全公约SOLAS,海上移动式钻井平台构造和设备规则MODU),以及主要公约和法规与船舶设计的关系,公约和法规的制定与发展对船舶设计的主要影响等问题。3、现代造船工程应用软件(12课时)主要介绍NAPA、CATIA软件的基本功能。NAPA总体设计涵盖了船舶设计的所有设计工作,它的主要功能包括线型生成、静水力计算、完整稳性计算、破舱稳性计算、航速螺旋桨分析计算等。CATIA为造船工业提供了优秀的解决方案,包括专门的船体产品和船载设备、机械解决方案。船体设计解决方案已被应用于众多船舶制造企业,涉及所有类型船舶的零件设计、制造、装配。船体的结构设计与定义是基于三维参数化模型的。参数化管理零件之间的相关性,相关零件的更改,可以影响船体的外型。4、现代船舶与海洋结构物设计方法概述(12课时)4.1风险评估理论与其在海洋工程结构物设计中的应用船舶与海洋工程领域的风险分析研究始于上世纪70年代后期。1981年挪威石油工业协会颁布了海洋平台的安全评估规范,规范要求所有新的离岸设施在概念设计阶段必须进行量化的风险评估。在风险评估过程中,可以采用多种操作方法,包括基于知识的分析方法、基于模型的分析方法、定性分析和定量分析,无论何种方法,共同的目标都是找出组织信息资产面临的风险及其影响,以及目前安全水平与组织安全需求之间的差距。本课程主要介绍海洋结构物风险评估方法的理论及应用,并对各种方法的适用范围及优缺点作了说明,对几种主要评估方法进行分析和比较。4.2优化设计法简介即根据选定目标,遵循某些规定的限制(约束),运用数学方法去探求最优设计方案的设计方法。4.3正交设计法简介正交设计法可用于确定船主要要素时,其优点是计算工作量小、直观、方法简便。其应用主要包括设计变量及其范围的确定、目标函数的选择、正交表的使用、目标函数计算、变量效应的直观分析。课程主要教材:自编讲义主要参考文献:[1]程斌,潘伟文.船舶设计教程[M].[2]张圣坤.船舶与海洋工程风险评估[M].[3]Urbankjellen.Adaptingtheapplicationofriskanalysisinoffshoreplatformdesigntonewframeworkconditions[J].ReliabilityEngineeringandSystemSafety,1998,60:143-151.课程编号:S0111004Q课程名称:船舶与海洋结构物先进制造技术开课院系:船舶与海洋工程学院任课教师:张永健、初冠南先修课程:船舶原理、船舶建造工艺学适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2.0开课学期:秋 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)通过本课程学习使学生对船舶及海洋结构物相关的现代建造模式、先进制造技术有一个全方面的了解,掌握先进制造技术的基本思路和基本实现方法,为今后从事造船设计制造及船舶生产管理工作打下一定基础。本课程学习要求达到:1.对造船技术的发展、国外先进的造船技术、未来的敏捷造船模式等方面有一个概括性的总体认识;了解现代造船模式的内涵、发展及设计、生产的具体方式;2.了解柔性制造系统的基本概念、组成及内容;了解船舶并行协同开发的主要内容及基本管理方法;3.了解船舶制造领域涉及到的先进制造概念,了解概念的主要内容及思路;4.了解建造精度控制的发展、意义,掌握精度控制的基本方法;5.了解现代质量工程对船舶制造的影响,掌握质量检测、控制的基本方法;6.了解造船计算机应用的现状;了解先进造船计算机应用的关键技术及造船CIMS技术。课程主要内容:(1000~1500字)第一章绪论(4学时)1.造船技术的发展史;2.国外先进造船技术;3.现代造船模式;4.未来的敏捷造船模式。第二章现代造船模式(4学时)1.造船模型的内涵及演变2.现代造船模式形成的技术基础;3.“分段制造模式”和“分道制造模式”4.现代造船模式的设计方式;5.现代造船模式的生产管理方式。第三章船舶柔性制造系统(4学时)1.柔性制造系统技术概述2.柔性制造系统的加工系统3.柔性制造系统的物料运储系统4.柔性制造系统的刀具管理系统5.柔性制造系统的控制系统第四章并行设计与造船协同开发(4学时)1.并行设计概念2.船舶产品的协同开发3.并行公差设计与动态公差控制4.并行设计制造管理方式第五章船舶先进制造新概念(4学时)1.智能制造2.虚拟制造系统3.快速原型技术4.绿色制造5.云制造第六章船舶建造精度控制(6学时)(1)精度控制历史及发展1.造船生产方式的历史和发展2.精度控制的历史和发展3.有序发展的五种造船模式(2)现代造船中的精度控制1.造船精度控制2.船体公差分析3.尺寸链的分析计算第七章现代质量工程(6学时)1.概述2.质量工程概述3.质量管理体系与ISO90004.先进质量设计技术和方法5.制造过程自动质量检测与质量控制6.质量检验与坐标测量机7.计算机辅助质量工程第八章船舶建造计算机应用技术(4学时)1.造船计算机应用的现状;2.数字化造船企业管理模式;3.先进造船计算机应用的关键技术;4.造船CIMS技术;5.造船计算机应用的发展展望。课程主要教材:自编讲义主要参考文献:SeropeKalpakjian,StevenSchmid.ManufacturingEngineeringandTechnology(6thEdition).PrenticeHall,2009叶家玮.现代造船技术概论.广州:华南理工大学出版社,2001李堃.现代造船工程.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1998周启学.船舶生产设计.北京:人民交通出版社,2008张庆英.船舶工程创新理论与精度控制技术.北京:人民交通出版社,2003DavidJ.Eyres.ShipConstruction(6thEdition).Butterworth-Heinemann,2007张海泉.造船CAD/CAM.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2007课程编号:S011课程名称:渐近分析开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:戴愚志周军伟先修课程:流体力学,数学物理方程,结构动力学适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)渐近分析是应用数学的重要分支,在解决弱非线性问题中渐近分析是行之有效的手段之一,在现代应用力学研究中渐近分析方法应用得相当普遍。本课程讲授渐近分析和摄动方法的基本概念、渐近级数、渐近级数和收敛级数的区别、积分的渐近展开、微分方程奇点的分类、微分方程的局部渐近解、正则摄动法和奇异摄动理论等,重点介绍奇异摄动理论,包括匹配渐近展开法、钱伟长‐Latta合成展开法、变形坐标法、多重尺度法、平均法等以及它们在物理和工程中的应用。通过本课程的学习,使学生熟知渐近展开的基本概念和特征,初步掌握各类渐近方法的实质和适用范围,初步学会用适当的渐近分析方法解决较为复杂的实际问题。课程主要内容:(1000~1500字)第一章渐近分析概论4学时1.1渐近公式和渐近级数讲述量阶符号、渐近公式、渐近表示、渐近序列、渐近展开、渐近级数、最佳截断的概念,渐近级数与收敛级数的区别,渐近展开式的一致有效性。收敛级数是在无限项意义下的极限过程,渐近级数是在有限项意义下的极限过程;在收敛级数中,函数与级数的部分和之差的绝对误差误差趋于零;在渐近级数中,函数与级数的部分和之差的相对误差趋于零;渐近级数常为发散级数,故存在一个最佳截断问题;收敛级数不存在最佳截断,无最小值,项数越多越精确。1.2渐近分析概论介绍渐近分析的要旨、分类、方法论、应用背景和局限性。渐近分析分为在某点邻域内作近似的局部渐近分析(坐标摄动)和通过全解域作近似或拼接局部渐近结果、获得全解域适用的渐近解的全局渐近分析(参数摄动)。渐近分析的局限性为有时对强非线性问题无能为力、不存在普适的渐近方法、对复杂问题解的误差估计较为困难。第二章摄动方法概论10学时2.1引言讲述摄动内涵、溯源、摄动技巧分类。“摄动”来自天体力学,指“由于另一个或一些天体的吸引,使某一天体(行星、彗星等)发生与其计算轨道的偏差”,海王星、冥王星的发现就是摄动理论的杰作,引伸意义为借此描述渐近分析过程,首先求出问题的首项解(主项),而后逐项求出对主项的修正。摄动技巧分为坐标摄动和参数摄动来,坐标摄动是对问题的解关于小坐标值(或大坐标值)做渐近展开,得到局部渐近解;参数摄动是对问题的解采用适当的小参数(或大参数)做渐近展开,得到一致有效全局渐近解。2.2参数的选择过程、摄动问题的提法和解法摄动法的步骤为选取适当的渐近序列,做渐近展开代入原问题,通过比较系数得到递推方程和递推的定解条件,逐阶求解,估计余项或与有关实验、计算结果作比较,鉴别渐近展开的有效性。2.3正则摄动法和奇异摄动法如果能通过摄动过程得到一致有效渐近解,则称所用的方法为正则(regular)摄动法,特征为退化问题的解为首项解。若通过上述步骤得不到一致有效渐近解,须借助各种技巧达到目的,所用的方法称为奇异摄动法,特征为退化问题的解不存在或有奇性。2.4边界层型奇异摄动问题2.5长期项型奇异摄动问题第三章积分的渐近展开6学时3.1引言积分的渐近展开通过积分区间的划分和积分路径的变化,抓住被积函数的特殊点(极值点、驻点、奇点),研究其附近特性。积分的渐近展开可以给出复杂积分的近似表达式,用来分析积分的解析结构,具有数值积分无法替代的功能。3.2逐项积分法逐项积分法是将被积函数展成收敛级数,通过求和与积分运算次序的交换,获得积分的渐近展开。3.3分部积分法3.4Laplace方法在积分区间内被积函数指数项存在驻点时,对实Laplace型积分采用积分区间的分割和缩放来获得积分的渐近展开3.5驻相法对广义Fourier积分采用驻相法获得积分的渐近展开,结合Kelvin波的分析给出驻相法在水波问题中的一个应用实例。3.6最陡下降法对复Laplace型积分采用Cauchy定理将积分路径变换到常相积分围道上,用处理实Laplace型积分的方法获得积分的渐近展开。第四章微分方程的局部渐近解4学时4.1引言与奇点的分类微分方程的奇点可以分为正常点(ordinarypoint)、正则奇点(regularsingularpoint)、非正则奇点(irregularsingularpoint),在正常点附近使用常规方法获得微分方程局部渐近解,在正则奇点附近使用Frobenius方法获得微分方程局部渐近解;在非正则奇点附近使用主项平衡法获得微分方程局部渐近解,即假设解具有指数形式,代入方程,略去可能的高阶项,求解所得的方程,确定解的主项;验证所作的忽略的合法性;重复类似的过程做进一步修正。4.2正常点附近的级数解4.3正则奇点附近的级数解4.4非正则奇点附近的级数解第五章边界层型奇异摄动问题4学时5.1匹配渐近展开法介绍匹配渐近展开法的基本思路、步骤、要旨。5.2钱伟长‐Latta合成展开法钱伟长‐Latta合成展开法的思路为尽管边界层内解有某种剧变,但问题应该有总体解(统一表达式),边界层问题的解可以分解成内外两种展开式,内外展开一起考虑时,可以忽略内解(内展开)对外解的影响,但必须计及外解对内解的影响。第六章长期项型的奇异摄动问题8学时6.1引言介绍长期项的来源及消除长期项的思想。6.2变形坐标法讲述Lindstedt‐Poincare变形参数法,Lighthill变形坐标法,Poincare‐Lighthill‐Kuo(PLK)法,Lin‐Fox解析特征线法,Pritulo‐Usher重整化方法。6.3平均法讲述vandelPol法,Krylov‐Bogaliubov‐Mitropolski(KBM)方法。6.4多重尺度法讲述导数展开法,两变量展开法。课程教材:Nayfeh,A.H.摄动方法导引(宋家骕译),上海翻译出版公司,1990.参考文献:1李家春,周显初,《数学物理中的渐近方法》,科学出版社,2002.2Bender,C.M.

Orszag,S.A.AdvancedMathematical

MethodsForScientistsAndEngineers,NewYork:McGrawHill,1978

课程编号:S0111006Q课程名称:高等结构动力学 开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:董科、桂洪斌先修课程:船体结构力学 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课+研讨课程目的和基本要求:(200字左右)1、课程目的:通过学习此课程,使船舶与海洋结构物设计与制造专业的研究生能够站在一定的理论高度,全面掌握结构动力分析的典型方法及其原理,了解一些新方法及其工程应用。2、基本要求:了解结构动力学研究的基本内容及基本方法;掌握结构系统的离散化的方法;掌握线性系统结构的动力学特性;掌握结构系统离散成多自由度系统后的动力响应计算方法;了解模态参数辨识的基本原理;通过专题掌握流体结构耦合分析;掌握大型复杂的海洋平台结构的动力分析方法。(一)课程主要内容:(1000~1500字)第一章:绪论(2学时)结构动力学发展简介;结构动力问题的特点;结构动力问题的分类;结构系统的动力自由度及其离散;振动能量耗散与阻尼力;建立运动方程的方法综述介绍结构动力学基本思想;主要研究内容及研究方法。第二章:单自由度的动力学特性(4学时)单自由度系统动力学特性的力学模型及数学模型;自由振动和固有频率;衰减振动和阻尼比;结构阻尼;受迫振动的正弦输入及响应;脉冲输入及响应;阶跃输入及响应;任意输入及响应;频率响应函数与传递函数。第三章:多自由度系统的动力学特性(4学时)多自由度系统动力学模型和数学模型;固有频率和主振型;主振型的正交性;模态参数和模态分析;多自由度系统的响应模态叠加法;多自由度系统的频率响应函数。第四章:多自由度系统的建模及数值分析(4学时)拉格朗日方程介绍;拉格朗日方程在振动系统中的应用;约束坐标与拉格朗日乘子;受约束结构的振动;结构动力分析数值方法的数学建模—有限元法、子空间迭代法、中心差分法、Newmark方法、Wilson-θ方法。第五章:连续弹性体系统的振动(4学时)弦的振动;直杆的纵向振动;圆轴的扭转振动;梁的横向振动;矩形板的横向振动;圆板的横向振动。第六章:振动系统的参数识别(4学时)系统辨识和参数估计:通过测定结构系统的激励(输入)和响应(输出)来建立能反映系统实际动力特性的数学模型的方法;动态系统时域分析基础,一、二阶系统分析与计算;复模态理论的基本概念,结构位移反应的统计特性,输出反应的位移、速度、加速度的标准差与峰值结构响应的数值解;动态系统频域分析方法,频率特性的基本概念,系统频率特性,稳定性的频域分析方法;介绍求解多自由度系统动力学响应的各种方法,包括数值积分方法和模态叠加法。第七章:高等结构动力学专题专题一:大开口船弯扭耦合振动分析(4学时)结构的模型化;数学模型建立;附加刚度;求解方法;结果讨论。专题二:固液耦合系统分析(6学时)波浪载荷;刚性柱体上的波浪力;考虑结构变形的水弹性理论;大体积结构的流体-结构耦合分析方法介绍:有限元法、边界元法、双渐进法;规则波作用下结构的振动。专题三:离岸结构波-流联合作用的动力响应(4学时)结构的模型化;数学模型;确定性方法;随机分析方法;波浪流体力传递函数;结构响应的统计评估。(二)考试权重课程考核按百分制计分,考试采用累加式的考试办法,课程的总成绩由以下几部分组成:(1)平时专题作业40%(2)课堂讨论30%(3)最终课题作业30%(三)课程主要教材:1、李东旭高等结构动力学,科学出版社,20102、唐友刚,高等结构动力学,天津大学出版社,2002(四)主要参考文献:1、李东旭高等结构动力学,科学出版社,20102、王文亮,杜作润,结构振动与动态子结构法,复旦大学出版社3、唐友刚,高等结构动力学,天津大学出版社,20024.

R.R.Craig,StructuralDynamics,JohnWiley&Sons,NewYork,195、胡海昌,多自由度结构固有振动理论,科学出版社6、周传荣,赵淳生,机械振动参数识别及其应用,科学出版社7、LeonardMeirovitch,ComputationalMethodsinStructuralDynamics,Sijthoff&NoordhoffInc.,TheNetherlands,1980.课程编号:S0111007Q课程名称:船舶与海洋工程结构分析开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:桂洪斌张岩先修课程:船舶与海洋工程计算结构力学适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)主要介绍船舶与海洋工程结构极限强度及安全评估的基本思想和当前研究的现状。结构极限强度部分首先介绍非线性有限元分析方法,结构安全性评估部分主要介绍钢结构的安全性评估技术。要求学生能解决船舶与海洋工程结构极限强度及安全评估问题。课程主要内容:(1000~1500字)第一章绪论(2学时) 介绍船舶与海洋工程结构极限强度分析和安全性评估的概念及研究的内容、主要方法及意义。第二章非线性有限元基础(8学时) 介绍材料非线性和几何非线性有限元知识。第三章极限强度的计算方法(10学时) 介绍加筋板、船体板架和船体梁极限强度的计算方法。第四章极限强度的试验研究进展(2学时) 介绍当前船体结构极限强度的试验研究的方法及最新进展。第五章钢结构安全性评估原则(6学时) 介绍钢结构安全性检测和评估的原则。第六章钢结构安全评估方法(8学时)课程主要教材:自编教材主要参考文献:课程编号:S0111008Q课程名称:计算船舶流体力学开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:周军伟王大政先修课程:流体力学、数理方程 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课(26学时)+实验(10学时)课程目的和基本要求:(200字左右)了解计算流体力学的发展历史及前沿问题;了解雷诺平均NS方程的各种变形及不同变形的应用领域与方程特征;掌握NS方程与的离散方法,理解有限差分法与有限体积法,掌握不可压粘性NS方程的有限体积离散方法;能够编写基于有限体积法的翼型问题与波浪问题的粘性流体计算程序。课程主要内容:(1000~1500字)第一章计算流体力学的发展(2学时)本章介绍了计算流体力学的发展历史,及其在船舶与海洋工程领域的应用历史与现状;介绍了计算流体力学的多种方法及他们之间的区别与优缺点;介绍了目前广泛应用的计算方法,以及商业软件中常用的方法;介绍了目前计算流体力学的前沿研究方向。第二章控制方程(6学时)本章讲解了在船舶与海洋工程领域常用的不可压粘性NS方程、不可压粘性定常NS方程、不可压无粘NS方程及方程特征,包括积分形式的方程与微分形式的方程;介绍了守恒型方程、方程特点以及对应的数学物理问题;讲解了NS方程在圆柱坐标系下的变换形式,与在旋转坐标系下的变换形式,并讲解了在空间任意曲线坐标系下的方程变换形式;介绍了考虑波浪问题的两相流动方程。第三章方程特征理论(6学时)本章讲解了各类模型方程的特征量,包括典型的波动方程、输运方程与传热方程,分别以这几个方程为例讨论了椭圆形方程、双曲型方程以及抛物型方程的特征;讨论了方程特征量与边界条件之间的相互关系,并对各类常见边界条件及对应的物理现象进行了讲解;讨论了NS方程的间断、弱解及黎曼问题。第四章数值方法(8学时)本章讲解了有限差分法、有限体积法,以及二者之间的区别与优缺点,重点讲解了有限体积法,并介绍了高精度差分格式;讲解了非定常问题中时间量相关的隐式方法与显式方法、两种方法的不同特点,以及两种方法的稳定性,并详细讲解了两种方法的稳定性分析方法;讲解了Runge-Kutta法与双时间步法;讲解了处理波浪问题的VOF方法,以及VOF方法涉及的差分格式等;介绍了离散方程的收敛性及收敛准则,并介绍了常见的几种加速收敛技术,包括多重网格法、当地时间步法;介绍了其他计算流体力学数值方法,包括直接数值模拟(DNS)与大涡模拟(LES)。第五章网格生成技术(4学时)介绍了结构化网格、非结构化网格的特点,介绍了非结构化网格的几种类型,包括四面体网格、金字塔网格、棱柱形网格及六面体网格;介绍了网格质量的评判参数,包括正交性、延展比、长宽比;介绍了结构化网格正交性优化的TTM方法;介绍了附体网格、多块网格技术、交叠网格技术、正交网格的浸入式边界条件。编程实践(10学时)首先,讲解了翼型的定常问题数值模拟流程,包括附体网格的生成、网格的正交性优化、不可压粘性定常NS方程的离散方法与数值方法、边界条件的设置、结果的处理;其次,讲解了简单船型的静水阻力模拟流程,包括交叠网格的生成技术、附体网格的生成技术、不可压粘性两相流的NS方程离散方法与数值方法、边界条件的设置、结果的处理。课程主要教材:自编讲义主要参考文献:(美)约翰D.安德森(JohnD.Anderson)著,吴颂平,刘赵森译。计算流体力学基础及其应用,机械工业出版社,2007年。J.Blazek.Computationalfluiddynamicsprinciplesandapplications.Elsevier,2001(美)费斯泰赫。计算流体力学导论:有限体积法第2版。世界图书出版公司,2010课程编号:S0111009Q课程名称:船舶在波浪上的运动理论开课院系:船舶与海洋工程学院任课教师:戴愚志王言英先修课程:流体力学,数学物理方程适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课+上机实验课程目的和基本要求:(200字左右)浮体在波浪上运动性能的研究,是船舶及海洋结构物耐波性学科赖以建立的基础,与船舶航行安全性和船舶及海洋结构物执行使命的有效性密切相关。通过本课程的学习,使学生掌握描述海洋波浪的理论方法,了解浮体在波浪中运动的频域线性分析理论,掌握为小物体上的粘性波浪载荷与阻尼的计算方法,了解浮体在波浪中的频域二阶非线性分析理论和时域运动分析理论,培养学生应用流体力学知识分析和解决船舶耐波性相关问题并实际应用于船舶设计中的能力。课程主要内容:(1000~1500字)(一)讲课内容第一章浮体在波浪中的运动理论概述6学时1.1引论首先讲述常见的船舶与海洋工程结构物形式,它们在风浪流中的运动特点及耐波性评价指标和衡准。1.2浮体运动预报解决方案概述介绍模型试验、数值计算、实船试验三种浮体在波浪中的运动响应研究方法的内容、特点和适用范围,介绍WAMIT、HYDROSTAR、SESAM、AQWA几种主流的耐波性分析软件的特点及各模块的功能。1.3浮体运动预报的理论基础讲述场论基础,推导高斯公式及推广的高斯公式与第1、第2、第3斯托克斯公式,讲述物质导数和输运定理;介绍自由面浮体势流理论中的边界条件和初始条件;介绍求解浮体在波浪中的运动响应的数值方法—Hess-Smith方法。第二章海洋波浪理论4学时2.1海洋波浪介绍介绍常见的海洋中的波动现象的成因、典型周期、存在区域和与之相适应的理论描述方法。2.2水波理论讲述线性和非线性水波的定解条件,推导一、二、三阶入射波速度势,介绍线性与非线性水波的运动特征。2.2海况的分类和海浪谱海况是表征海面波浪尺度大小及外观表现的一种等级标准,通常使用浪级与风级反映海况。介绍风级、浪级的划分标准、中国近海及毗连海域海浪波高的地理分布、世界范围内的波高与波周期和它们出现的概率;介绍维纳-辛钦定理和常用的海浪谱(ISSC谱、ITTC谱、JONSWAP谱、PM谱)。第三章浮体在波浪中运动的频域线性分析理论10学时3.1浮体运动及其定解问题的提出首先给出参考坐标系和随体坐标系的变换关系,推导物面条件、自由面条件、伯努利方程在随体系中的表达形式,使用摄动法推导出线性化的物面条件、自由面条件、伯努利方程,给出一阶非定常势的定解条件。3.2浮体运动方程的建立推导浮体的回复力、辐射力、绕射力的表达式,给出浮体的质量力矩阵,进而给出浮体的运动方程。3.3切片法介绍基于细长体假设的切片法理论的理论假设和定解条件,介绍附加质量、阻尼系数、波浪力的求解方法,讲述无航速和有航速的Haskind关系。3.4无航速三维频域理论对无航速三维频域复杂格林函数法给与全面的介绍3.5不规则频率介绍使用复杂格林函数遇到的不规则频率现象及消除方法3.6船舶在波浪上运动的基本特性及其影响因素3.7浮体的耐波性评价方法。第四章小物体上的粘性波浪载荷与阻尼4学时4.1Morison公式介绍影响小构件周围流动的主要因素、计算小构件流体动力荷载的Morison公式、做水平运动的直立刚性圆柱上的水平力计算公式、水平刚性圆柱上的水动力计算公式、波浪和流共同作用时的水动力计算方法。4.2流动分离介绍小构件周围的流动分离现象及影响流动分离的因素4.3小KC数时的流动分离4.4高KC数时的流动分离第五章频域二阶非线性理论和浮体在波浪中的时域运动理论8学时5.1平均波浪力介绍计算平均漂移力的近场压力积分法和远场方法,粘性对平均波浪力的影响。5.2不规则波中的慢漂运动5.3浮体运动的时域分析方法浮体时域运动的定解条件、联系频域解和时域解的Kramers-Kronig关系式,介绍基于复杂格林函数法的求解时域速度势的边界积分方程。(二)上机实验4学时1编写程序使用Hess-Smith方法计算无界流中圆球的附加质量。2编写程序使用微分方程法求解无限水深时域格林函数。课程教材:戴遗山,段文洋.船舶在波浪中运动的势流理论,国防工业出版社,2008.参考文献:刘应中,缪国平:船舶在波浪上的运动理论,上海交通大学出版社,1986.NewmanJ.N.MarineHydrodynamics,MITPress,1977.FaltinsenO.M.SeaLoadsonShipsandOffshoreStructures,CambridgeUniversityBernardMolin.海洋工程水动力学,国防工业出版社,2012.课程编号:S0111010Q课程名称:高性能船舶设计开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:金跃张劲生先修课程:船舶设计原理 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:秋 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)高性能船舶以高航速、高耐波性、高效费比为主要标志的新船型,在军用和民用领域有着极大的发展潜力。本课程内容包括高性能船舶(HPV)概论、高速排水型船舶概念、高性能排水型单体船、常规高速双体船与非对称双体船、小水线面双体船与隐身船型、高速穿浪双体船、高速多体船、滑行艇、水翼艇、气垫船和表面效应船等。本课程旨在帮助学生学习并掌握高性能船的基本概念和高性能船的总体设计一般原理与设计特点,激发学生的创新设计意识,提高学生的综合设计技能。课程主要内容:(1000~1500字)本课程共7章,内容包括高性能船舶(HPV)概论、高速排水型船舶概念、高性能排水型单体船、常规高速双体船与非对称双体船、小水线面双体船与隐身船型、高速穿浪双体船、高速多体船、滑行艇、水翼艇、气垫船和表面效应船等。系统地论述了高性能船舶的基本原理、船型新概念及其演变。全面地介绍了各类船舶的水动力性能估算、船型优化设计与改进方法,同时对当前国内外高性能船的最新研究成果给予评价与分析。第1章高性能船概述(4学时)1.1高性能船产生的背景1.2高性能船的分类、特点、用途1.3高性能船的发展第2章高速单体船(6学时)2.1高速单体船型特点2.2高速单体船主要要素的确定2.3高速深V船型设计第3章普通高速双体船(6学时)3.1高速双体船主尺度及系数的确定3.2高速双体船的型线特征3.3高速双体船空船重量估算3.4双体船连接桥设计第4章小水线面双体船(6学时)4.1小水线面双体船船型特点4.2小水线面双体船总体设计原理4.3小水线面双体船主尺度的确定4.4小水线面双体船型线与总布置设计4.5小水线面双体船的纵向稳定控制措施第5章穿浪双体船(6学时)5.1穿浪双体船船型特点5.2穿浪双体船主尺度的确定5.3穿浪双体船型线与总布置设计第6章单体滑行艇(4学时)6.1单体滑行艇的船型特点6.2单体滑行艇船总体设计第7章其他高性能船(4学时)7.1水翼船7.2气垫船7.3表面效应船课程主要教材:[1]赵连恩.高性能船舶原理与设计.国防工业出版社2009主要参考文献:[1]李百齐.21世纪海洋高性能船舶.国防工业出版社2001[2]赵连恩.高性能船舶水动力原理与设计.哈尔滨工程大学出版社2001课程编号:S0111011Q课程名称:船舶生产管理与决策理论开课院系:船舶与海洋工程学院任课教师:张永健、梅蕾先修课程:船舶生产设计,Tribon适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2.0开课学期:秋 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)通过本课程的教学,结合船舶制造业生产管理的相关背景,使学生掌握生产管理的基本概念,基本方法并对生产管理的基本原理和内容有较系统的理解,为应对船舶生产中的管理与决策问题打好理论基础。学完本课程后,应达到以下基本要求:1.了解生产管理基本概念和理论体系;2.深入理解生产组织、生产计划、生产控制的过程、基本原理和基本方法;3.掌握质量管理、库存管理的基本方法;4.理解准时生产方式、精益生产方式的基本原理。课程主要内容:(1000~1500字)第一章绪论(2学时)1.生产系统。生产系统的概念;生产系统的管理职能;生产系统的绩效评价。2.生产与生产管理。生产管理在企业中的作用和地位;市场经济体制下企业对生产管理提出的要求。3.生产过程。工业企业生产过程的基本组成;生产过程的组织形式;加工对象在生产过程中的移动方式;生产过程的运作分析。4.生产类型。生产类型的分类准则及其基本类别;各基本生产类型的特征及其管理特点。5.生产管理中的决策问题。生产管理中的主要决策问题;生产管理决策的主要方法。6.船舶制造业生产管理的特点第二章工作研究(2学时)1.掌握工作研究的内容2.了解动作分析的有关内容3.时间研究和工作环境分析第三章生产计划和控制(6学时)(1)生产计划的主要内容1.调查研究,预测市场对产品种类的数量的需求2.搜集整理统计分析与企业生产能力相关的资料和信息3.根据调查研究和掌握的信息,进行科学的生产决策4.正确制订生产计划中的各项指标5.进行生产能力的核算与平衡6.进行各级各种生产计划的编制,确定车间生产任务7.组织实施各种生产计划8.总结检查计划实施以及完成情况(2)生产计划的指标体系1.产品的品种指标2.产品产量指标(3)生产计划的编制1.滚动式计划编制方法2.产品出产进度计划第四章作业计划与控制(6学时)1.生产作业计划与控制的概念2.大量流水生产的期量标准。节拍、标准计划、在制品占用量定额3.大量流水生产的生产作业计划的编制方法-在制品定额法4.批量生产的期量标准。批量、生产提前期、生产周期、在制品占用量定额5.批量生产的(厂级)生产作业计划的编制方法-累计编号法6.批量生产的车间内部生产作业计划的编制。7.单件生产的期量标准。生产周期、总日历进度计划8.单件生产的(厂级)生产作业计划的编制方法-生产周期进度表法9.作业排序。作业排序的评价标准;作业排序的方法;10.生产调度的内容、原则、工作制度与方法11.在制品的管理第五章项目计划与控制(6学时)1.项目管理的目标、内容和方法2.网络图的画法,网络计划技术3.网络图时间参数的计算4.网络计划的优化第六章质量管理与控制(4学时)1.质量与全面质量管理的概念和内容2.直方图的方法和应用3.控制图的方法和应用第七章库存控制(6学时)1.库存的定义,库存控制的内容2.确定需求下的库存控制3.时变需求下的库存控制4.随机需求下的库存控制5.建立安全库存第八章企业资源计划(ERP)和计算机集成制造系统(2学时)1.物料需求计划(MRP)、制造资源计划(MRPⅡ)和企业资源计划(ERP)的含义和区别2.闭环MRP和计算机集成制造系统(CIMS)的概念第九章准时化生产(JIT)与精益生产方式(LP)(4学时)1.准时化生产方式和精益生产的概念和目标2.准时化生产系统设计与计划技术3.准时化生产的现场控制——看板管理课程主要教材:陈荣秋,马士华.生产运作管理.北京:机械工业出版社,2003主要参考文献:张群.生产管理.北京:高等教育出版社,2006WilliamStevenson.OperationsManagement(10edition).McGraw-Hill,2008崔平.现代生产管理.北京:机械工业出版社,2009周启学.船舶生产设计.北京:人民交通出版社,2008RichardLeeStorch.ShipProduction.CornellMaritimePress,1995刘寅东,唐焕文.船舶设计决策理论与方法.北京:高等教育出版社,2006DavidJ.Eyres.ShipConstruction(6thEdition).Butterworth-Heinemann,2007陶长琪.决策理论与方法.北京:人民大学出版社,2010邱菀华.现代管理决策理论方法与实践.北京:北京航空航天大学出版社,2004王万良,吴启迪.生产调度智能算法及其应用.北京:科学出版社,2007课程编号:S0111012C课程名称:船舶结构振动噪声控制开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:桂洪斌董科先修课程:计算结构力学,高等结构动力学适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课课程目的和基本要求:(200字左右)本课程主要介绍结构振动与噪声控制的基本理论与方法。通过本课程的学习,使学生掌握隔振原理,吸振原理,阻尼减振原理,结构修改技术和主动控制技术,以及噪声基本知识,隔声装置,同时学习各种技术在船舶应用的实例及吸声材料的应用,能够解决实际工程中船舶结构的振动和噪声控制问题。课程主要内容:(1000~1500字)第一章绪论(2学时) 介绍船舶结构振动噪声的危害与评价方法以及振动噪声控制的意义。第二章振动设计的原则(4学时) 重点讲授频率设计原则和振动响应设计原则。第三章振动控制的隔振技术(6学时) 重点讲授隔振的基本原理,介绍隔振器的设计原则和设计步骤,介绍常用隔振器。第四章振动控制的吸振技术(6学时) 重点讲授吸振的基本原理,分为无阻尼吸振和阻尼吸振两种情况。介绍吸振器的设计原则和设计步骤,介绍复式吸振器和单自由度吸振器。第五章振动控制的阻尼技术(6学时) 重点讲授阻尼的概念、分类以及控制振动的机理,讲授粘弹性材料的力学性质和粘弹性阻尼减振的形式,介绍阻尼结构的分析方法已经常用的阻尼材料。第六章结构动态修改和主动控制技术(4学时) 介绍结构动态修改的含义、实质及分类,介绍结构动态修改的若干理论问题:灵敏度分析和可控与可观等。 介绍振动主动控制技术的含义、数学模型及控制率等,以主动隔振和开环主动吸振为例介绍主动控制技术的应用。第七章声学基本知识(2学时) 介绍声波的基本性质、波动方程和脉动球源、点声源和多极子声源等典型声源的情况。第八章噪声的控制方法(6学时) 分别介绍吸声、隔声和消声的噪声控制方法,包括评价指标、常用形式等。课程主要教材:船舶结构振动和噪声控制(自编教材)主要参考文献:张阿舟主编。实用振动工程。航空工业出版社,1996盛美萍等。噪声与振动控制技术基础(第2版)。科学出版社,2011课程编号:S011课程名称:船舶结构优化与可靠性理论开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:徐丽于昌利先修课程:船舶结构强度与规范设计 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课+研讨课程目的和基本要求:(200字左右)

本课程以船舶结构强度、结构优化设计理论与结构系统可靠性理论为基础,讨论其在船舶结构设计及强度分析中的应用。主要通过将数学规划理论、智能优化算法等优化设计方法以及结构系统可靠性基本方法与计算机技术相结合,求解船舶结构设计中满足某种特定要求的结构最优化设计与强度分析问题。本课程要求学生掌握传统的结构优化方法和结构可靠性基本原理,了解现代智能优化算法及结构系统可靠性分析方法,有能力解决实际工程中船舶结构优化设计与强度分析问题。课程主要内容:(1000~1500字)本课程主要介绍结构优化设计理论和结构可靠性理论,并在此基础上以船舶典型结构为例,进行小组研讨,对船舶典型结构进行优化设计及强度分析。基本理论内容包括船体结构优化设计概述、传统结构优化方法与现代智能优化算法、结构可靠性理论及基本原理以及结构系统可靠性分析的基本理论。专题包括基于结构优化方法的船舶典型结构优化设计和基于结构可靠性理论的船舶典型结构可靠性分析及优化设计。第1章船体结构优化设计概述(2学时)结构优化设计的概念、结构优化算法及其发展现状,对船体结构优化设计进行概述性论述。第2章结构优化方法(10学时)传统的结构优化方法与现代智能优化算法,其中传统结构优化方法包括一维搜索最优化方法、线性规划、不利用导数的优化方法、利用导数的优化方法以及有约束问题的无约束化;现代智能优化算法包括模拟退火算法以及遗传算法等。第3章结构可靠性理论概述及基本原理(6学时)在结构可靠性理论的发展、意义及主要概念的基础上,重点讨论蒙特卡洛法和一次二阶矩法。第4章结构系统可靠性分析的基本理论(6学时)在全面介绍结构系统可靠性理论与计算系统失效概率的基本方法之后,着重介绍分支限界法和β分支法。专题一基于结构优化方法的船舶典型结构优化设计(6学时)应用结构优化的基本理论,针对船舶结构中的典型结构进行优化设计。典型结构可以包括典型型材、船底结构、甲板结构、舷侧结构、舱壁结构以及船体中剖面结构等。专题二基于结构可靠性理论的船舶典型结构可靠性分析及优化设计(6学时)应用结构可靠性的基本理论,针对船舶结构中的典型结构进行可靠性分析及优化设计。具体可以包括船舶总纵强度的可靠性分析、船舶横向强度的可靠性分析、船舶立体舱段的可靠性分析以及船体横框架的可靠性优化设计方法等。课程主要教材:[1]秦洪德.船舶结构优化设计,哈尔滨工程大学出版社,2010.[2]余建星.船舶与海洋结构物可靠性原理,天津大学出版社,2001.主要参考文献:[1]曾广武.船舶结构优化设计,华中科技大学出版社,2004.[2]傅英定,成孝予,唐应辉.最优化理论与方法,国防工业出版社,2008.[3]曾广武.船舶结构强度计算及优化设计,华中工学院出版社,1985.[4]曾广武.优化设计方法及其在造船工程中的应用,国防工业出版社,1986.[5]赵国藩.工程结构可靠性理论与应用,大连理工大学出版社,1996.[6]胡云昌,郭振邦等.结构系统可靠性原理及应用,天津大学出版社,1992.[7]张圣坤.结构系统可靠性原理及应用,上海交通大学出版社,1986.课程编号:S0111014C课程名称:结构疲劳与断裂 开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:董科、桂洪斌先修课程:计算结构力学 适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课+研讨课程目的和基本要求:(200字左右)1、课程目的:疲劳与断裂是船舶和海洋工程结构的常见破坏形式。本课程帮助学生获得疲劳和断裂破坏的基本概念,破坏机理,基本规律等知识,为舰船结构及海洋工程结构抗疲劳安全提供理论依据,同时为研制新型船舶与海洋工程提供参考。2、基本要求:了解现代结构疲劳、断裂控制设计的基本原理与方法;了解新型结构与新型材料船舶与海洋工程结构疲劳与断裂发展前沿;掌握研究疲劳、断裂破坏基本规律的一般方法;了解船舶和海洋工程疲劳与断裂的预防措施及含损破坏预估。(一)课程主要内容:(1000~1500字)第一章:绪论(2学时)介绍结构疲劳与断裂的的起源,发展前沿,研究对象和内容,研究方法,学习目的。介绍疲劳断裂破坏的基本特征,疲劳问题研究方法;介绍疲劳载荷谱、持久极限、疲劳类型等基本概念。第二章:疲劳寿命曲线(4学时)S-N曲线的概念,平均应力的影响,影响疲劳的若干因素,利用S-N曲线预计材料构件的循环疲劳寿命;疲劳寿命曲线的相互转换与循环应力-应变曲线;循环非对称性以及应力集中对S-N曲线的影响。第三章:疲劳机理与疲劳断口(4学时)裂纹的产生与分类,裂纹对材料强度的影响,探伤结果与裂纹尺寸的换算;裂纹扩展机理与影响因素;疲劳断口的宏观分析:疲劳源、疲劳裂纹扩展区和断裂区的概念;疲劳断口的微观分忻:裂纹扩展区及其特点,疲劳条纹的类型及特点;第四章:疲劳累积损伤理论(5学时)线性累积损伤理论:帕尔姆格林—迈纳(Palmgren-Miner)假设,载荷施加次序,循环比总和应力集中对疲劳的影响;修正线性累积损伤理论简介:科汀—多伦(Corten-Dolan)修正线性理论;材料及结构疲劳试验:试件的制作,疲劳寿命的测定方法,疲劳强度的测定方法,安全疲劳寿命和安全疲劳强度。结构模拟的疲劳试验。第五章:裂纹尖端区域的应力场及应力强度因子(5学时)裂纹的三种开裂形式;I型裂纹尖端区域的应力场和位移场,westergarrd应力函数,解析函数ZI(Z)的确定;II、III型裂纹尖端区域的应力场和位移场,应力强度因子的确定;I型裂纹尖端的塑性区及K因子的塑性修正:小范围屈服下裂纹尖端的塑性区,K因子的塑性修正。Griffith理论,Orowan理论,能量释放率断裂判据等能量释放率断裂理论。应力强度因子断裂理论,G与K的关系,裂纹扩展阻力(R)曲线的概念。第六章:疲劳裂纹扩展(4学时)疲劳裂纹扩展因素;疲劳裂纹扩展速度;不考虑载荷顺序效应时的疲劳裂纹扩展寿命计算;计算疲劳裂纹扩展寿命的损伤累积方法。第七章:疲劳与锻炼工程专题专题一:船体结构低周疲劳损伤极限强度(6学时)含疲劳损伤结构剩余强度的研究方法和研究进展;船舶结构发生低周疲劳损伤的原因,计算统计波浪载荷下低周疲劳方法;低周疲劳损伤剩余强度的表达式,船舶加筋板结构剩余强度经验公式;低周疲劳损伤对船体板架和船体梁结构剩余强度的影响。专题二:循环载荷作用下复合材料结构疲劳特征(6学时)复合材料结构介绍;层合结构载荷分布特征;层合结构损伤形式:层间开裂,纤维断裂,脱皮断裂;结构疲劳循环特征;复合材料结构损伤起始机理,裂纹扩展速度;结构损伤剩余强度预估。(二)考试权重课程考核按百分制计分,考试采用累加式的考试办法,课程的总成绩由以下几部分组成:(1)平时专题作业30%(2)课堂讨论30%(3)最终课题作业40%(三)课程主要教材:《疲劳与断裂》,陈传尧主编,华中科技大学出版社,2005年《海洋工程结构的疲劳与断裂》,张淑茳,史冬岩主编,哈尔滨工程大学,2005(四)主要参考文献:1.《结构疲劳与断裂》,傅祥炯主编,西北工业大学出版社,1995年2.《疲劳.断裂与损伤》,张安哥主编,西南交通大学出版社,2006年3.《疲劳设计》,赵少汴王忠保编编著机械工业出版社,2010年4.《断裂力学试验技术》,孙燕君等译,中国铁道出版社1983年5.LotsbergI.Assessmentoffatiguecapacityinthenewbulkcarrierandtanker.MarineStrueture.2006,19:83一96.6.PaikJ.K.,ThayajnballiA.K.Ultimatestrengthofagingships.Proe,Instn.Mech.Engrs.JournalofEngineeringfortheMaritimeEnvironment,2002,Vol.216PartM:57一77.课程编号:S011课程名称:结构稳定性理论开课院系:船舶与海洋工程学院 任课教师:张岩董科先修课程:材料力学适用学科范围:船舶与海洋工程学时:36 学分:2开课学期:春 开课形式:课堂授课+研讨课程目的和基本要求:(200字左右)本课程以弹性力学为基础,介绍结构稳定性的物理本质、基本理论及各种解法。以船舶与海洋工程结构物中常见的薄板和壳体结构为主,学习薄板及壳体稳定性和后屈曲的基本理论和解法,解决船舶与海洋工程结构稳定性分析问题。本课程要求学生掌握板壳结构稳定性的物理本质和基本理论、简单薄板结构和壳体结构稳定性问题的基本解法以及薄板后屈曲的基本理论,了解较为复杂的薄板结构稳定性问题的解法、壳体后屈曲理论以及平板塑性屈曲理论,有能力解决实际工程中船舶与海洋结构物中的板壳稳定性问题。课程主要内容:(1000~1500字)本课程以弹性力学为基础,以船舶与海洋工程结构物中常见的薄板和壳体结构为主,介绍结构稳定性的物理本质、基本理论及各种解法,并进行小组研讨,解决船舶与海洋工程结构稳定性分析问题。基本理论包括结构稳定性基本概念和基本方程、薄板稳定性问题基本解法、薄板后屈曲及塑性屈曲以及壳体稳定性。专题研讨船舶与海洋工程典型结构稳定性分析。第1章基本概念和基本方程(10学时)板壳稳定性的物理本质、基本概念以及基本方程,包括基本概念、判别平衡稳定性的准则、稳定性问题的非线性性质、平板大挠度弯曲基本微分方程、壳体大挠度弯曲基本微分方程以及板壳能量变分方程。第2章薄板稳定性问题基本解法(8学时)薄板稳定性的基本理论及解法,包括矩形板稳定性的静力平衡法、矩形板稳定性的能量变分法、加劲矩形板的稳定性、有限差分法的应用以及薄板屈曲分析的有限单元法。第3章薄板后屈曲及塑性屈曲(6学时)薄板后屈曲理论,包括板的非线性大挠度屈曲理论、板的屈曲极限强度、初始后屈曲理论、后屈曲分析的数值法以及平板的弹塑性屈曲。第4章壳体稳定性(6学时)壳体稳定性的基本理论,包括壳体弹性屈曲基本微分方程、轴压、外压作用下圆柱壳的稳定性以及壳体后屈曲理

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