本书紧密围绕海洋生产作业面临的物理环境及其载荷展开，重点介绍海风、波浪、潮汐、海流、海冰的概念、形成原因、运移规律及它们作用在海洋工程结构物上的载荷，对海洋环境及载荷进行系统的归纳总结，从理论知识和工程应用两个层面进行深入剖析，旨在全面提升学生对海洋环境及其载荷的理解和认识。

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2000.09—2004.06 河海大学，环境工程，学士 2004.09—2007.04 河海大学，流体力学，硕士 2012.09—2016.06 四川大学，港口、海岸及近海工程，博士2007.05－2009.09 西南石油大学石油工程学院，助教 2009.10－2012.09 西南石油大学石油工程学院，讲师 2011.11－至今 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，固定研究人员 2012.10－2015.09 西南石油大学石油与天然气工程学院，副教授 2015.10－2016.09 西南石油大学石油与天然气工程学院，教授 2017.07－2018.07 西澳大学印度洋海洋研究中心，访问教授 2019.07－2019.10 英国纽卡斯尔大学工程学院，高级访问学者 2016.10－2023.03 西南石油大学石油与天然气工程学院，教授/博导 2023.03－至今 西南石油大学教务处副处长，教授/博导海洋工程流动安全与控制、多相流体力学与流动保障、海洋新能源开发与利用、能源与人工智能入选教育部“国家级人才项目”青年学者，全国高校“双带头人”教师党支部书记工作室负责人，四川省高校系统劳模创新工作室负责人，全国优秀党务工作者，四川省优秀共产党员，四川省教书育人名师，授予四川省五一劳动奖章，获霍英东教育基金会高等院校青年教师奖、首届中国高校矿业石油与安全工程领域优秀青年科技人才、中国石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖称号。担任水动力学研究与进展期刊副主编，四川省力学学会流体力学专业委员会主任，四川省科青联常务理事，中国力学学会流固耦合专委会委员，中国钢结构协会海洋钢结构分会理事，中国海洋学会海洋工程分会理事，中国海洋学会海洋技术装备专委会委员。为油气藏地质及开发工程全国重点实验室固定研究人员，西南石油大学海洋工程流动安全及控制实验室负责人。西南石油大学欧美同学会副会长，教育部“国家级人才项目”青年学者，全国高校“双带头人”教师党支部书记工作室负责人，四川省高校系统劳模创新工作室负责人，全国优秀党务工作者，四川省优秀共产党员，四川省教书育人名师

目录
第1章 绪论 1
1.1 海洋概况 1
1.1.1 海水基本的物化性质 2
1.1.2 海洋资源、能源及开发 5
1.1.3 我国近海 7
1.2 海洋工程概况 11
1.2.1 海洋工程结构物类型 12
1.2.2 海洋平台 15
1.3 海洋工程结构物的外部环境 22
1.3.1 常规海洋物理环境 23
1.3.2 海底地形特征 24
1.4 海洋工程结构物的内部流动环境 26
1.5 海洋环境与载荷的研究内容 27
1.5.1 海洋环境与载荷的主要内容 27
1.5.2 分析方法 28
思考题与习题 29
第2章 海风及海风载荷 30
2.1 大气物理环境 30
2.1.1 大气状态 30
2.1.2 气压形势图及气压场 31
2.2 风的成因 34
2.2.1 形成风的直接原因 34
2.2.2 热力环流 34
2.3 大气运动方程 36
2.3.1 科里奥利加速度 37
2.3.2 运动方程 39
2.4 风的类型 42
2.4.1 地转风 42
2.4.2 梯度风 42
2.4.3 海面风 43
2.4.4 台风 45
2.5 风的描述 48
2.5.1 风向 48
2.5.2 风级 49
2.6 风速计算 50
2.6.1 地转风速计算 50
2.6.2 梯度风速计算 51
2.6.3 海面风速计算 52
2.7 风载荷的计算 59
2.7.1 风压力及风作用力 59
2.7.2 规范中的风载荷计算 61
2.7.3 风作用力的动态特性 63
思考题与习题 63
第3章 波浪与波浪载荷 66
3.1 海浪的分类及基本要素 66
3.1.1 海浪类型 66
3.1.2 波浪要素 67
3.2 液体表面波运动描述 68
3.2.1 流体动力学基本方程 68
3.2.2 液体表面波的基本方程 71
3.3 常见的波浪理论 73
3.3.1 微幅波(线性波)理论 73
3.3.2 斯托克斯波理论 81
3.3.3 椭圆余弦波理论 83
3.3.4 孤立波理论 84
3.3.5 几种常见波浪理论的适用范围 85
3.4 随机波浪理论 86
3.4.1 随机变量的统计特征值 87
3.4.2 海浪的描述 87
3.4.3 随机波浪的统计特征 88
3.4.4 海浪的长期分布规律 94
3.4.5 设计波 99
3.4.6 随机过程海浪的谱分析 101
3.5 近岸波浪传播的变形 105
3.5.1 浅水影响 105
3.5.2 波浪的折射 106
3.5.3 波浪的绕射 107
3.5.4 波浪的反射 108
3.5.5 波浪的破碎 109
3.6 结构物上的波浪力 110
3.6.1 小尺度结构物上的波浪力 111
3.6.2 大尺度结构物上的波浪力 119
思考题与习题 122
第4章 海洋潮汐 123
4.1 潮汐现象及潮汐成因 123
4.1.1 影响潮汐的天文因素 123
4.1.2 潮汐成因 127
4.1.3 潮汐类型 129
4.1.4 潮汐要素 130
4.1.5 潮汐不等现象 131
4.2 引潮力的计算 132
4.2.1 引潮力 132
4.2.2 引潮力势函数 133
4.2.3 潮高表达式 136
4.3 潮汐动力理论 137
4.4 潮流及潮流运动方程 139
4.4.1 潮流 139
4.4.2 潮流运动方程 140
4.5 风暴潮 143
4.5.1 风暴的成因及特点 143
4.5.2 风暴潮的运动方程 145
4.6 设计水位 145
4.6.1 设计水位的确定 146
4.6.2 校核水位的确定 148
思考题与习题 149
第5章 海流与海流载荷 150
5.1 海流成因及分类 150
5.1.1 海流的成因 150
5.1.2 海流的分类 150
5.2 海流运动的受力分析 151
5.2.1 重力 151
5.2.2 压强梯度力 152
5.2.3 地转偏向力 153
5.2.4 切应力 153
5.3 风海流 153
5.3.1 埃克曼无限深海漂流理论 153
5.3.2 浅海风海流 156
5.3.3 风海流的体积运输 157
5.4 地转流 157
5.5 大洋环流 158
5.5.1 风生环流 158
5.5.2 热盐环流 160
5.6 海流载荷的计算 161
5.6.1 单一海流载荷 161
5.6.2 波流联合载荷 161
思考题与习题 162
第6章 涡激振动 163
6.1 涡激振动机理 163
6.1.1 绕流及边界层 163
6.1.2 边界层分离及旋涡脱落 166
6.1.3 绕流形成的流体作用力 170
6.1.4 涡激振动的产生 172
6.1.5 涡激振动的研究现状 173
6.2 涡激振动抑制 176
6.2.1 调整自身结构参数 176
6.2.2 改变边界层分离点 177
6.2.3 抑制尾涡的发展 178
6.2.4 典型的涡激振动抑制装置 179
6.2.5 抑制装置的分类 184
思考题与习题 186
第7章 海冰与冰载荷 187
7.1 海冰的形成、分类及其特性 188
7.1.1 海冰的形成 188
7.1.2 海冰的分类 189
7.1.3 海冰的特性 189
7.2 海冰载荷的计算 197
7.2.1 海冰载荷的主要形式及影响因素 197
7.2.2 作用在构筑物上的冰载荷 198
思考题与习题 203
第8章 地震与海啸 204
8.1 地震 204
8.1.1 地震的成因及分布 204
8.1.2 地震波及其特性 206
8.1.3 地震力的计算 208
8.1.4 载荷组合计算方法 210
8.2 海啸 212
8.2.1 海啸的形成与分布 212
8.2.2 海啸的传播 214
思考题与习题 217
主要参考文献 218