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船舶与海洋结构运动的随机理论PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：黄祥鹿，范菊编着
• 出 版 社：北京：北京航空航天大学出版社
• 出版年份：2005
• ISBN：7810775189
• 页数：166 页

图书介绍：本书介绍船舶与海洋结构物在波浪上运动时随机问题的处理方法，特别着重于非线性响应的统计分析问题。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：汽车常耗零部件的识别与检测下一篇：铁路防洪工作指南 《船舶与海洋结构运动的随机理论》目录 标签：编着 船舶 海洋 理论 结构

第1章 概述1

1.1 船舶及海洋结构运动的随机性及处理方法1

1.2 随机海浪及随机响应的研究方法1

1.2.1 随机变量概念及概率分布函数2

1.2.2 几种重要概率分布3

1.2.3 随机变量的数字表征4

1.2.4 随机过程或时间的随机函数7

1.3 船舶与海洋结构运动的一些特殊性质10

思考题14

参考文献14

第2章 随机波浪理论15

2.1 波浪理论基础15

2.2 随机过程的谱分析16

2.3 谱密度函数与自相关函数及自协方差函数的关系18

2.4 离散参数过程的谱分析22

2.5 平稳过程的谱表达式23

2.6 过程概率特性与谱密度函数间的关系24

2.7 随机波浪的要素的统计分布24

2.8 波谱的测量30

思考题36

参考文献36

第3章 船舶与海洋工程结构在波浪上运动响应的线性理论39

3.1 船舶与海洋结构运动的频域理论39

3.2 船舶及海洋结构随机波浪运动的时域模型41

3.2.1 自回归模型42

3.2.2 方程中带记忆卷积项的情况47

3.2.3 滑动平均模型——外干扰的有色噪声表示模型48

3.3 线性系统随机响应的矩方程法50

思考题51

参考文献52

第4章 非线性随机波浪理论53

4.1 非线性与非高斯过程53

4.2 非线性波浪模型53

4.3 非线性波的谱表示——双谱函数56

4.4 非线性波的概率分布59

4.5 有限振幅波的概率分布62

4.6 非线性波浪要素的统计分布65

思考题66

参考文献67

第5章 非线性系统随机响应68

5.1 非线性动力系统的一般介绍68

5.2 弱非线性微分方程的近似解法72

5.3 非线性系统随机响应的近似解法78

5.3.1 等效线性化法78

5.3.2 摄动法79

5.3.3 高斯截断法82

5.4 非线性系统响应的随机时域模型83

5.4.1 NARMAX模型的确定83

5.4.2 NARMAX模型中项的个数85

5.4.3 正交估计算法及系统结构的确定86

5.4.4 确定NARMAX模型算法的步骤88

5.4.5 模型检验89

5.4.6 一个具体NARMAX模型例子91

5.5 小结96

思考题96

参考文献97

第6章 二阶系统响应理论98

6.1 二阶系统的概念及其在船舶与海洋工程中的应用98

6.2 浮式结构在波浪上的二阶慢漂力及其数学模型102

6.3 二阶系统对随机波浪响应的统计平均值105

6.4 二阶核函数或二阶频率响应函数的测量107

6.5 二阶系统在正态随机波作用下的响应的概率分布（Kac-Siegert）理论112

6.6 慢漂问题的处理117

6.7 二阶系统响应的极值问题121

6.8 系泊结构在波浪上的慢漂振荡122

思考题124

参考文献124

第7章 船舶与海洋结构非线性随机响应的时域分析方法125

7.1 概述125

7.2 马尔科夫过程125

7.3 随机积分与随机微分方程127

7.4 Fokker-Planck方程的解134

7.5 马尔科夫过程论的运用136

7.6 随机平均法136

7.7 随机平均法的应用139

7.7.1 船舶在随机波上的大幅横摇问题144

7.7.2 倾斜平台在随机波上的运动问题147

7.8 应用状态方程与随机波浪的自噪声化处理非线性船舶随机波上运动问题151

7.8.1 船舶与海洋结构随机波浪上运动的时域模型151

7.8.2 时域随机微分方程与路径积分法153

7.9 关于船舶在随机波上倾覆概率问题的讨论159

思考题165

参考文献165

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1、基本概念

船舶与海洋结构运动的随机理论是研究船舶和海洋结构在海洋环境中的随机运动规律的一门学科。该理论以概率论和随机过程为基础，通过建立数学模型来描述船舶和海洋结构的随机运动。基本概念包括随机过程、随机振动、随机响应等。

在随机理论中，船舶和海洋结构的运动受到多种因素的影响，如波浪、海流、风力等。这些因素具有随机性，因此船舶和海洋结构的运动也呈现出随机性。研究这些随机运动规律对于提高船舶和海洋结构的性能、保障航行安全具有重要意义。

随机理论的研究方法主要包括概率统计方法、随机微分方程方法、蒙特卡洛模拟方法等。这些方法可以有效地描述船舶和海洋结构的随机运动，为实际工程应用提供理论依据。

2、研究方法

概率统计方法在船舶与海洋结构运动的随机理论中占有重要地位。该方法通过收集和分析大量的实验数据，建立概率分布模型，从而描述船舶和海洋结构的随机运动。概率统计方法在实际工程中具有广泛的应用，如船舶设计、海洋工程等。

随机微分方程方法是将随机过程与微分方程相结合的一种研究方法。通过建立随机微分方程模型，可以描述船舶和海洋结构的随机运动，并对其进行数值求解。该方法在船舶动力学、海洋工程等领域具有重要作用。

蒙特卡洛模拟方法是一种基于随机抽样的数值模拟方法。通过模拟大量的随机样本，可以估计船舶和海洋结构的随机运动特性。蒙特卡洛模拟方法在船舶设计、海洋工程等领域具有广泛应用。

3、应用领域

船舶与海洋结构运动的随机理论在船舶设计、海洋工程、海洋资源开发等领域具有广泛的应用。以下是一些具体的应用实例：

在船舶设计中，随机理论可以用于评估船舶在海洋环境中的运动性能，为船舶设计提供理论依据。例如，通过随机理论分析船舶在波浪、海流等随机环境下的运动响应，可以优化船舶的设计参数，提高船舶的航行性能。

在海洋工程中，随机理论可以用于评估海洋结构在海洋环境中的安全性和可靠性。例如，通过随机理论分析海洋平台在波浪、海流等随机环境下的运动响应，可以评估海洋平台的安全性，为海洋工程提供理论支持。

在海洋资源开发中，随机理论可以用于评估海洋资源开发项目的风险和效益。例如，通过随机理论分析海洋油气田在海洋环境中的运动响应，可以评估海洋油气田的开发风险，为海洋资源开发提供决策依据。

4、发展趋势

随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，船舶与海洋结构运动的随机理论在研究方法和应用领域方面呈现出以下发展趋势：

一是研究方法的创新。随着计算机技术的不断发展，新的数值模拟方法不断涌现，如有限元方法、谱分析方法等。这些方法可以更精确地描述船舶和海洋结构的随机运动，提高研究精度。

二是应用领域的拓展。随着海洋经济的快速发展，船舶与海洋结构运动的随机理论在海洋工程、海洋资源开发等领域的应用越来越广泛。未来，该理论将在更多领域发挥重要作用。

三是跨学科研究的发展。船舶与海洋结构运动的随机理论涉及多个学科领域，如力学、数学、计算机科学等。跨学科研究的发展将有助于推动该理论的研究和应用。

总结：

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