发布时间： 2025-01-06 点击次数：

海洋工程水动力及数值模拟方法这门课，就像张老师说的这是海洋工程领域的入门课、最基础的课。对于我来说确实是这样的，我就像一个文盲，张老师的课就是对我扫盲。在这门课上，我最多的感触就是：问了很多为什么？以前没有想过这些东西是为什么这样命名，为什么这样想的等等。这个东西的定义是什么？课上大部分的东西从定义出发，从最简单的定义来深刻理解这些东西。张老师讲的主要分为四个部分，接下来我这四个部分分别说说我的感受和收获。

第一部分主要讲了海洋工程的平台的类型，主要分为固定式（导管架平台、自生平台、重力式平台、顺义塔式）和漂浮式（半潜式、张力腿式、spar平台、FPSO），当水深太深时，适合用漂浮式，因为水深太深，所受到的各种荷载很大，对于固定式想要承受这样的荷载是不太行的。那多深的水是深水？对于不同的海洋平台，这也是不一样的，例如海上网箱可能50、60m就是深水了，但对于海上石油平台可能500m才是深水。为什么固定式平台水面附近的结构相比水深处的结构更细？这是因为水面附近的波浪力更大，波浪水质点的运动轨迹，随着水深增加是变小的，即随着水深增加，波浪力越来越小。还有讲了各个平台是如何工作的，如何设计的，一些优缺点等等。

第二部分主要讲波浪，波浪是怎么来的？无风不起浪？风是主要的作用。那风又是怎么来的？风做了什么使得波浪的兴起？风是由于地球上各个地方温度分布不均，温度不同使得分子之间的间距不同，产生了气压差异，分子从冷的地方流向热的地方，这便形成了风。风的流动使得海平面上产生了压力差，进而使得海面上出现了波纹，风和压差力的持续作用使得波纹变大，变为了波浪。但是波浪不是无限变大的，这取决于力\times位移\times时间。什么叫有效波高（1/3最大平均波高）？在实际海面上，各个波浪的波峰波谷不是一样高的，还有多个波峰或波谷，那怎么统计成了一个问题？上跨零点法：即从下向上记为一个点，两个点则为一个波，取最大的波高。而有效波高即是将这些波高从大到小的顺序排序，前1/3的波高的平均数。接着讲了波浪的演变，从深海杂乱的波浪怎么传播到进岸就变的规则呢？因为色散现象，长波传播快，短波传播慢。此外长波低频能力大不易耗散，短波高频能量易耗散，这样传到进岸看着就是规则的波浪。什么叫振动什么叫波动？波浪水质点的轨迹是什么波？怎么证明现实波浪水质点的轨迹就是这种波？随着波浪传播的是物质？能量？还是都有？如何描述一个波？描述一个波浪需要什么参数？这些参数的意义（波数K、波浪频率W）？波浪从深水传播到浅水？为什么会发生波浪折射？为什么叫折射不是其他什么射？深水传播到浅水波浪的各个参数会发生什么变化？波浪破碎分为哪几类？这几类有什么区别？等等问题都是我以前没有想过的，或者说是以前老师“硬塞”给我的，我并没有深刻的思考过，深入了解过。通过张老师的讲解，我感觉我对波浪的基础有了更加深刻的认识，对于波浪有了其他不同的角度的认识，对我未来的研究有个更好的铺垫。

第三部分主要讲了水动力学基础，固体与流体的差别（本构关系），流体里面液体和气体的差别，什么叫连续介质力学？为什么用声数来判断流体是否可以压缩？如何描述流体运动（拉格朗日、欧拉）？物质导数？物质导数的讲解，让我对全导数和偏导数的理解有了全新的认识，对时间的全导数是，物质的随时间的变化，是拉格朗日的观点（追随物质），而对于时间的偏导数，则是空间固定不动，随时间的变化，这是欧拉的观点（关注空间的点）。积分、微分和拉格朗日、欧拉这样2\times2就构成了流体力学的所以方程形式，不同的类型适用不同的数值方法。光有控制方程是解不了的，还需要有边界条件，分为无滑移条件和滑移条件。为什么要引入势函数？势流=理想流体+流体运动是无旋的。无旋的运动存在势函数，此外引入势函数后控制方程就解耦了，这样就方便求解，一个方程解一个未知量，以前只有联立几个方程一起求解。

第四部分主要是数值计算，数学问题到数值问题（网格收敛…..），物理问题到数学问题（跟实际相比…..）的验证是不同的验证，英文不要乱用，第一个是verification，第二个是validation。各种数值离散：积分、微分、插值、拟合等等。精度（Precision）、准度（Accuracy）的理解，以前没有想过这两的区分，甚至混用。还有老师最后讲的量纲分析，使我更加深刻的了解了什么叫物理定律，不能用某个区域的实验结论，来代表所有的地方，没有普适性，是伪物理定律。

综上，通过老师的讲解，我更加的理解了以前没有理解的东西，以前没有想过的角度，有一种豁然开朗的感觉，希望自己就像老师上课说的从一个毫不起眼的涟漪，持续的做功发展成一个巨浪!