《海洋工程環(huán)境2》課程教學(xué)大綱

《海洋工程環(huán)境2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)海洋工程環(huán)境MarineEngineeringEnvironment課程編碼SPE221111030開(kāi)課院部石油工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)50講授44實(shí)驗(yàn)6上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)50適用專(zhuān)業(yè)船舶與海洋工程授課語(yǔ)言中文先修課程船舶與海洋工程流體力學(xué)、船舶與海洋工程流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介（必修）海洋工程環(huán)境是船舶與海洋工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修主干課。其目標(biāo)是使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)熟練掌握影響海洋工程設(shè)計(jì)、施工﹑營(yíng)運(yùn)及影響船舶航行的海洋環(huán)境條件，深入了解風(fēng)、浪﹑潮汐﹑海流﹑海冰﹑泥沙﹑海嘯、風(fēng)暴潮等現(xiàn)象的物理特征，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行海洋結(jié)構(gòu)物荷載計(jì)算，為其他專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。ThemarineengineeringenvironmentisarequiredcourseofmajorofNavalArchitechtureandOceanEngineering.Itsobjectistomakesstudentsskillfullymasterthemarineenvironmentalconditionswhicheffectmarinedesign,construction,operatingandshipsailingthroughthiscourselearning.Thestudentsshouldin-depthunderstandphysicalfeaturesofeveryphenomenonsuchaswind,waves,tide,currents,seaice,sediment,tsunami,andstormsurgeetc.Itisalsorequiredforstudentsabletoconductenvironmentalloadcalculationonmarinestructurebyusinglearnedknowledge.Thelearningofthiscoursealsolaysthefoundationofothersubsequentcourses。二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解和掌握影響海洋工程設(shè)計(jì)、施工﹑營(yíng)運(yùn)及影響船舶航行的海洋環(huán)境條件，如風(fēng)、浪、潮汐、流和冰等的基本概念和知識(shí)，并能應(yīng)用于解決船舶和海洋工程中的具體問(wèn)題。是1.42M2目標(biāo)2：掌握工程設(shè)計(jì)荷載計(jì)算的基本條件和一般流程，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行海洋結(jié)構(gòu)物環(huán)境載荷計(jì)算，為其他專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。是2.33M3目標(biāo)3：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，了解海洋工程環(huán)境和工程建設(shè)的關(guān)系，理解海洋工程項(xiàng)目可能產(chǎn)生的環(huán)境影響。是7.2三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章緒論本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：海洋環(huán)境的研究?jī)?nèi)容和研究方法/////21.1海洋工程與海洋環(huán)境概述海洋資源開(kāi)發(fā)、物流、勘探、環(huán)保、海岸帶開(kāi)發(fā)。M1,M31講授1自習(xí)31.2海洋環(huán)境的研究?jī)?nèi)容、意義和方法海洋工程物理環(huán)境、海洋工程地質(zhì)地貌環(huán)境、海洋工程生物環(huán)境。理論分析法、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法、物模實(shí)驗(yàn)法、數(shù)值模擬法。M1,M31講授1自習(xí)4第二章風(fēng)及風(fēng)載荷本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：風(fēng)的受力、設(shè)計(jì)風(fēng)速、風(fēng)壓的計(jì)算/////52.1風(fēng)的描述海平面等壓線圖、蒲福風(fēng)級(jí)表、利用海面氣壓圖計(jì)算海面風(fēng)速M(fèi)10.5講授0.5自習(xí)62.2風(fēng)的受力壓強(qiáng)梯度力、柯氏力、離心力、摩擦力M1,M21講授1自學(xué)72.3風(fēng)的類(lèi)型季風(fēng)、海陸風(fēng)、臺(tái)風(fēng)M10.5講授0.5自學(xué)82.4風(fēng)速的分布設(shè)計(jì)頻率和重現(xiàn)期、常用最大風(fēng)速分布函數(shù)、垂向分布M21講授1作業(yè)92.5風(fēng)載荷設(shè)計(jì)風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)、不同高度和地貌的風(fēng)速換算、風(fēng)壓的計(jì)算M21講授1作業(yè)10第三章第三章波浪理論本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：線性波理論、波動(dòng)的疊加、波浪理論適用范圍/////113.1波浪的要素和分類(lèi)波浪要素、波浪分類(lèi)M12講授2自學(xué)123.2波浪運(yùn)動(dòng)的基本方程勢(shì)函數(shù)、伯努利方程M22講授2自學(xué)133.3線性波理論勢(shì)函數(shù)理論解、相對(duì)深水、相對(duì)淺水、波速、水質(zhì)點(diǎn)軌跡、波壓強(qiáng)、波能流、線性波浪的疊加：立波和波群M22講授2自學(xué)143.4有限振幅波理論斯托克斯波、橢圓余弦波、孤立波、波浪理論適用范圍的分析M22講授2作業(yè)15實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)1行進(jìn)波和立波基本特性實(shí)驗(yàn)行進(jìn)波和立波基本特性實(shí)驗(yàn)M22實(shí)驗(yàn)2撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告163.5近岸波浪傳播的變形波浪的淺水效應(yīng)、波浪的折射、繞射、反射和破碎M1,M22講授2自學(xué)17第四章隨機(jī)波浪理論本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：海浪統(tǒng)計(jì)特征、設(shè)計(jì)波、海浪的統(tǒng)計(jì)譜型/////184.1隨機(jī)波浪概述平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程、各態(tài)歷經(jīng)性M11講授1自學(xué)194.2隨機(jī)波浪的統(tǒng)計(jì)特征上跨零點(diǎn)、下跨零點(diǎn)、波高換算系數(shù)、波浪觀測(cè)、波浪后報(bào)M1,M21講授1自學(xué)204.3設(shè)計(jì)波設(shè)計(jì)波參數(shù)、遭遇概率M2,M31講授1作業(yè)214.4海浪譜譜的概念和意義、幾種常用譜型：P－M譜，Jonswap譜M1,M21講授1自學(xué)22第五章波浪載荷本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：作用在直立柱體上的波浪力，群樁上的波浪力/////235.1波浪概述波浪荷載計(jì)算方法、波浪作用效應(yīng)、大尺度結(jié)構(gòu)物、小尺度結(jié)構(gòu)物M12講授2自學(xué)245.2小尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力繞流的力、莫里森方程、單個(gè)柱體上波浪力、群樁上的波浪力、海底管道的波浪力M22講授2作業(yè)25實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)2波浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物模型的作用力實(shí)驗(yàn)波浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物模型的作用力實(shí)驗(yàn)M24實(shí)驗(yàn)4撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告265.3大尺度結(jié)構(gòu)物上的波浪力粘滯效應(yīng)和繞射效應(yīng)、速度勢(shì)疊加法、弗-克假定法、大尺度水下潛體上的波浪力M32講授2自學(xué)27第六章潮汐本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：潮汐現(xiàn)象、潮汐理論、潮位特征值、設(shè)計(jì)潮位的推算/////286.1潮汐概述潮汐現(xiàn)象、要素、類(lèi)型M11講授1自學(xué)296.2潮汐理論潮汐靜力理論、潮汐動(dòng)力理論M2,M31講授1自學(xué)306.3潮位特征值設(shè)計(jì)水位和校核水位、推算方法M22講授2作業(yè)31第七章海流本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：海流觀測(cè)和資料分析、海流運(yùn)動(dòng)方程、海流的作用力，渦激自振/////327.1海流概述海流的成因、海流的分類(lèi)M1,M31講授1自習(xí)337.2海流觀測(cè)和資料分析觀測(cè)方法和儀器、潮流和余流的分離M21講授1自習(xí)347.3海流運(yùn)動(dòng)方程風(fēng)海流、艾克曼螺旋、海流速度分布M2,M30.5講授0.5自習(xí)357.4作用在結(jié)構(gòu)物上的海流載荷海流作用力、波流聯(lián)合作用力M21講授1作業(yè)367.5流致渦激振動(dòng)卡門(mén)渦街、斯特哈爾數(shù)、渦激振動(dòng)M2,M30.5講授0.5自習(xí)37第八章海冰與冰載荷本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：海冰的物理力學(xué)特性、海冰對(duì)建筑物的作用/////388.1海冰概述海冰的組成和結(jié)構(gòu)、海冰分類(lèi)、海冰的力學(xué)特性、我國(guó)冰期和冰情M1,M31講授1自學(xué)398.2海冰的觀測(cè)海冰觀測(cè)內(nèi)容、冰情圖M1,M31講授1自學(xué)408.3海冰載荷的計(jì)算海冰載荷的主要形式和影響因素、規(guī)范中冰力的計(jì)算M22講授2作業(yè)41第九章地震、海嘯與風(fēng)暴潮本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：地震波及其特征、地震力的計(jì)算，海嘯描述與傳播，風(fēng)暴潮的推算/////429.1地震成因及地震波特性地震成因及分布、地震波類(lèi)型及特征M1,M20.5講授0.5自學(xué)439.2地震力計(jì)算地震力的計(jì)算，載荷組合計(jì)算方法M2,M30.5講授0.5自學(xué)449.3海嘯海嘯描述與傳播、海嘯的淺水變形M1,M20.5講授0.5自學(xué)459.4風(fēng)暴潮風(fēng)暴潮的形成過(guò)程、風(fēng)暴潮的推算M1,M20.5講授0.5自學(xué)46第十章泥沙運(yùn)動(dòng)本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：泥沙特征、泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律/////4710.1泥沙來(lái)源與泥沙特征泥沙特性、泥沙分類(lèi)M1,M30.5講授0.5自學(xué)4810.2海岸泥沙運(yùn)動(dòng)海岸分類(lèi)、泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律M2,M41講授1自學(xué)4910.3海工結(jié)構(gòu)的局部沖刷直立堤前的局部沖刷，圓形樁柱的局部沖刷、海底管道的局部沖刷M3,M40.5講授0.5自學(xué)50第十一章海洋環(huán)境保護(hù)本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：污染源評(píng)價(jià)，海洋環(huán)境影響評(píng)價(jià)/////5111.1海洋環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系、污染源評(píng)價(jià)M31講授1自學(xué)5211.2海洋環(huán)境評(píng)價(jià)海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、海洋工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)M31講授1作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1、每周布置1~2道題目。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3、考核學(xué)生對(duì)每章基本知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。25%2實(shí)驗(yàn)1、本課程6個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，共二次實(shí)驗(yàn)。2、成績(jī)采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況、實(shí)驗(yàn)完成情況以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)情況綜合進(jìn)行評(píng)價(jià)。15%3雨課堂1、隨堂測(cè)試聽(tīng)課理解掌握情況，題型主要有選擇和填空（簡(jiǎn)單計(jì)算）。2、根據(jù)測(cè)試結(jié)果評(píng)分。20%4期末考試1、閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2、主要考核學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型主要有判斷、選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題等。40%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確；D_作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂2M1雨課堂20%按測(cè)試結(jié)果評(píng)分3M1期末考試50%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M2期末考試50%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）5M2平時(shí)作業(yè)20%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，計(jì)算思路清晰、步驟完整、圖表規(guī)范、格式合理、答案準(zhǔn)確；B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、作圖比較規(guī)范，步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路基本清晰、步驟基本完整、答案準(zhǔn)確；D-報(bào)告抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，計(jì)算思路混亂，答案錯(cuò)誤。6M2實(shí)驗(yàn)30%A-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。B-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論。C-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒(méi)有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論。D-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論，數(shù)據(jù)分析過(guò)程存在問(wèn)題。E-發(fā)生安全事故7M3平時(shí)作業(yè)30%A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確；D_作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂8M3期末考試40%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）9M3雨課堂30%按測(cè)試結(jié)果評(píng)分評(píng)分等級(jí)說(shuō)明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資