海洋工程环境 3-3风速
03.海洋工程环境学 海洋环境因素分析
0.1 海洋环境因素分析
没有其它资料时，可近似认为 浪级≈风级-1
12
9
0.1 海洋环境因素分析
13
9
1.2 波浪运动的统计特征
波浪运动的随机性
• 右图是根据从两架飞机
上拍摄的海面立体照片
而绘制的两张海面等高
线实例。可以看出，波
浪的特征在时间、空间
的变化都非常复杂的。
• 上述两张图是从连续拍 摄的照片中选出的等高
15
1.2 波浪运动的统计特征 单个波浪的特征描述
波高 H： 波峰到相邻部分波谷的垂直空间距离；
过零周期 Tz： 上过零点到相邻上过零点的水平时间距离；
波面瞬时升高 (t)： 在时间轴上 t 时刻的波面垂直空间距离；
波向：波浪传播运动的主方向。
16
1.2 波浪运动的统计特征
• 采样：
波高 H 和周期 TZ： Hi ;TZi
2Hrms ,
Hrms p HS 0.38, P HS 0.86
36
1.4 波高的概率特征
6) 最大波高（累计率波高）
1 P H1 N
exp
H1 N H rms
2
1 N
H1 N
LnN H rms
1 2 lnN H S
PH
H 0
pH
dH
1
exp
H H rms
2
30
1.4 波高的概率特征
3. 特征波高 利用平稳的各态历经的随机过程的概率密度函数可以确定 各种特征波高。 1) 零波高
国家海洋生态环境综合实验楼道风空调系统设计
验楼通风 空调 系统设计 介绍， 详细论述 了变风量 系统在实验 室通风 系统中的应 用， 多联机 空调在 实验楼 中的应 用作 了 对 简单阐述． 【 关键词】 变风 量系统； 排风柜面风速； 定风量 阀； 变频多联 机 【 中图分类号】 Ｕ８ Ｔ ３ ｌ 【 文献标志码】 Ａ
６ ８
３通风系统设计
３ １主要设 计原 则 ．
１通 风系 统必 须 维持 工作 环境 的安全 、 ） 舒适 ， 并
具有 适应 开展 新科 研 的能 力 ， 时系统 应 易于维 护 、 同
１ 排风 柜 的面 风速 可控 制 在 合 理 的范 围 内 ， ） 安
全性 好 。
ｍ
ｅｅ ｖｒｎ ｎ ｎｔｒ ｇｃ ｎｅ， ｉｈｄｓ ｕ ｓｓｉ ｅａｌ ｎ ｉ ｍｅ ｔｍｏ ｉ ｉ ｅ ｔｒ ｗｈｃ ｉｃ ｓｅ ｎ ｄ ｔｉ ｏ ｏ ｎ
２ 通 风 系 统 风 量 按 实 际 需 求 运 行 ， 是 以恒 ） 不
１ ２ ｍｚ地 下 １ ， 上 ５层 ， 筑 高 度 ２ ． 主 ２８ １ ， 层 地 建 ３３ ｍ，
力小 的排 风 设 备 的排 风 支 管上 设 定 风量 阀 ，保证 其
排 风量 恒 定 。
５ 设 变 频 多 联 机 空 调 ， 季 供 冷 ， 渡 季 供 热 ） 夏 过
（ 冬季 采用 热水 散 热器 采暖 ） 。
．
ＬＢ － ｎ Ｉ ｏｊ ｕ
［ ｓｒｃ］ ｈｓｅｓｙ ｉ ａ ｎ ｏ ｕ ｔ ｎ ａｏ ｔｔｅ ｄｓ ｎ ｏ Ａｂ ｔ ｔＴ ｉ ｓ ｓ ｎ ｉ￣ ｄ ｃ ｏ ｂ ｕ ｈ ｅｉ ｆ ａ ａ ｉ ｇ
ｖ ｎ ｌｔ ｎ ｎ ａｒ ｏ ｄ ｔ ｉ ｇ ｙ ｔｍｓ ｆ ｔ ｅ ｉｔ ｇ ａ ｅ ｅ ｔ ａ ｏ ａ ｄ ｉ ｃ ｎ ｉ ｉ ｉ ｍｎ ｎ ｓ ｓｅ ｏ ｈ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｔｌ ｕ ｌ ｉｇｏ ｍａ ｉ ｅｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｖ ｒ ｎ ｅ ｔｎｎ ｔ ｎ ｌ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｌ ｇ ｃ ｌ ｎ ｉｏ ｍ ｎ ａ ｏ ａ ｍ ｂ ｄ ｎ ｃ ｅ ｉ ｉ
海域核电建筑工程通风空调设计气象参数标准
《海域核电建筑工程通风空调设计气象参数标准》1. 前言海域核电建筑工程是当前能源领域的热门话题之一，而通风空调设计作为其中重要的一环，对于保障核电厂的正常运行和人员的安全具有至关重要的意义。
本文将深入探讨海域核电建筑工程通风空调设计中的气象参数标准，旨在为相关领域的专业人士提供深度和广度兼具的知识。
2. 海域核电建筑工程通风空调设计概述海域核电建筑工程通风空调设计是指在核电厂建设过程中，针对海域环境、气象条件、建筑结构等因素，通过科学合理地配置通风空调系统，确保核电厂内部空气质量达标，维护设备正常运行，保障工作人员的舒适和安全。
而其中的气象参数标准则是通风空调设计的重要基础，直接影响设计方案的有效性和可靠性。
3. 气象参数标准的深度分析在海域核电建筑工程通风空调设计中，气象参数标准主要包括气温、湿度、风速、大气压和气象条件持续时间等要素。
其中，气温和湿度直接关系到空调系统的制冷和除湿效果，风速则直接关系到通风系统的通风量和换气效果，而大气压和气象条件持续时间则决定了通风空调系统的稳定性和可靠性。
针对不同海域环境和气象条件，需要对这些气象参数进行全面评估和科学规划。
4. 气象参数标准的广度探讨海域核电建筑工程通风空调设计的气象参数标准，不仅需要考虑正常工作条件下的气象参数，还需要考虑特殊气象条件下的影响。
在台风季节或者恶劣天气条件下，海域核电建筑工程通风空调系统需要能够有效应对强风、暴雨等特殊气象条件，保障核电厂内部的设备和人员安全。
在标准制定中需要兼顾广度，确保通风空调系统在各种气象条件下都能够稳定运行。
5. 总结与回顾海域核电建筑工程通风空调设计的气象参数标准既要有深度的科学分析和规划，又要有广度的考虑和应对能力。
有效的气象参数标准能够保障通风空调系统的有效性和可靠性，为核电厂的正常运行提供保障。
在今后的核电建设中，需要更加重视气象参数标准的制定和落实，从而更好地应对各种复杂的气象条件，确保核电厂的安全和稳定运行。
海洋工程环境概论思考题-3及其答案
海洋工程环境概论思考题第二章风11. 影响我国近海的主要风系有？解释季风产生的原因。
风系：季风、寒潮大风和热带气旋原因：海路之间热量的差异影响近地面个近海面的气温和气差，导致冬季风从陆地吹向海洋，而夏季风从海洋吹向陆地12. 什么是寒潮大风？其主要路径有？冷空气入侵后，气温在24小时内减低超过10℃，且黄河流域最低气温降至0℃以下，长江流域气温降至5℃以下。
路径：1)从西伯利亚向东，移至我国东北地区，经渤海、黄海南下，直到东海。
2)从蒙古人明共和国进入我国内蒙古，经华北向华东沿海前进，并影响东海。
3)从我国西北地区入境，经西北到华中向沿海前进，直达南海。
13. 热带气旋在什么条件下生成热带风暴？1)海平面水温高于27℃2)海面宽阔，有深厚潮湿而不稳定的气层3)纬度大于5°4)垂直风变化很小5)在对流层的上部出现一个反气旋使高空出现辐散，便于近地面的气流上升14. 热带气旋划分为哪些级别？对我们国家影响较大的热带风暴主要产生于哪个海域？1)热带低压——最大风速<17.2m/s(最大风力<8级)2)热带风暴——最大风速17.2~24.5m/s(最大风力8~9级)3)强热带风暴——最大风速24.5~32.6m/s(最大风力10~11级)4)台风——最大风速>32.6m/s(最大风力12级或以上)海域：西北太平洋15. 台风的名字确定后是一直重复使用的么？不会16. 热带气旋对地球所具有的重要意义？将热带的盈余能量传输到高纬度，以保持地球上能量的收支平衡。
17. 影响我国的热带气旋路径主要有？1)西行型：形成后经菲律宾一直向西进入南海，一部分在广东省、广西区登陆或在越南登陆,另一部分在南海海面上自行消亡2)登陆型：形成后向西北偏西方向移动，到达我国台湾省以东海面后，转向北上，或穿越台湾海峡，在福建，浙江，江苏省沿海一带登陆18. 目前，我国风况观测大多使用？该设备由哪几部分组成？自动记录的电接式风向风速仪；由风向感应器、风速感应器、指示器和记录器组成。
海洋工程结构环境(3)
（2）风海流
海风吹动海面，引起风海流。
（3）密度流、盐水流等梯度流
由于海水温度、含盐量、密度等不均匀引起的海水的流动。 风引起的流速与海区的遮蔽状况有关，对于不同海区，风引起 的海流流速由风速的百分数表示，根据统计资料，如下区域风生流 流速大约为： ♣ 渤海湾、黄海：2.5%风速 ♣ 南海 30 海里：4%风速 ♣ 海南岛东岸：（5~8）%风速
（1）分类 风按其循环可分为：大规模风系、中规模风系、小规
模风系。
大规模风系：由地球自转引起的大气环流引起；
中规模风系：为季节风，由低气压和高气压的存在 产生台风；
小规模风系：来自于海洋和大陆间气温差引起的陆 风或者海风。
（2）我国海域的主要风系 ♣ 季风：由于陆地与海洋的温度差引起。
♣ 寒潮大风：一般发生在每年11月至来年2 月。 高压冷气团南下,造成温度骤降，伴随霜冻与大 风的现象。
三．波浪
1.波浪的描述
波浪：是静水面受到外力作用后，水质点离开平衡位置作 往复运动，并向一定方向传播的自然现象。
引起波浪的原因：风、地震、太阳月球引力、重力。风是 引起波浪的主要因素。风和重力的共同作用，形成重力波。
➢ 重力波：当风足够大时，风的能量传播的结果使表面张力 波变为重力波。
➢ 规则波（简谐波）： 波高、波长、周期、波速、相位
地震波传播过程，引起地面的三维运动（位移、速度、 加速度）从而导致地面建筑的破坏。
地震强度表达：震级和烈度 （1）震级
震级就是地震本身强弱的等级。它是一次地震释放能量多 少的一种量度，震级越高表示地震释放的能量越多。1935年 C,F,Richter提出把震级M定义为
M log A
式中A为标准地震仪（周期为0.8s，阻尼比0.8，放大倍数为 2800）在距震中100km处记录的两个最大水平位移振幅分量 的平均值，单位为m。实际上地震台距震中的距离不一定正 好是100km。所以，对于地震台距震中距离不是100km时，确 定的震级，要做修正。
海洋工程环境 3-5风速
某地24年的10m高、10min时距 年最大风速记录为:
13.481，15.01，15.279，26.691，23.963， 24.714，18.693，17.972，19.77，19.052， 22.647，18.871，17.972，16.176，15.549， 15.01，18.251，18.153，17.972，13.927， 17.972，16.176，14.377，12.849。
确定10年重现期的设计风速。
数学期望(或称均值)Leabharlann x1 NN
xi
i 1
17.9386
均方差（标准差）
X
1 N
N i 1
xi
2
x
2
3.5229
设计风速 :
xd x PN X 17.9386 3.52291.584 23.5189
Example 3.4
某处海面上10m高风速为36m/s 。求10m高处某结构梁受到的风荷 载。已知梁受风面尺寸300mm高×1m长。采用我国海上固定平台入级 与建造规范计算。
3.4 风荷载
定常风（平均）
风
脉动风
静力 动力
水平动态风荷载的计算公式：
F FD F1
(P0 ACh Cs )
----风振系数 表4－15
P0----基本风压 F1---惯性力 A－平台在正浮或倾斜状态时，
受风表面的正投影面积
CD---拖曳力系数，随雷诺数变化 表4－7，4－8，4－9
Ch---高度系数 表4－10 Cs---构件形状系数 表4－11
涡激振动：
稳定来流的流场中，非流线型绕流物体的后面产生尾流和漩涡， 出现流线分离现象
涡激振动：稳定气流经过细长构件时会出现流动分离现象，在某 个雷诺数区间内，在尾流场两侧产生周期性交替出现的漩涡，形 成交替排列的卡门涡街，产生交错反向的横向力，使构件发生横 向振动。
我国海上平均风速分布规律
我国海上平均风速分布规律
大家好，今天我来为大家分享一下我国海上平均风速的分布规律。
海上平均风速是指某一地区海洋上风的平均强度，它对于海上交通、渔业和海洋工程等方面都有着重要的影响。
我国的海上平均风速在不同的方向上有明显的差异。
从北向南看，我国的海上平均风速逐渐增大。
这是因为北方地区受到寒冷的季风影响，风速相对较大，而南方地区则受到暖湿气流的影响，风速相对较小。
我国东部沿海地区的海上平均风速较大。
东海、南海和台湾海峡等地区的平均风速较高，这与这些地区受到太平洋上的暖湿气流和季风的影响有关。
而西部沿海地区的海上平均风速较小，这是因为西部地区受到青藏高原和西北地区的干燥气流的影响，风速相对较小。
我国的海上平均风速还受到季节的影响。
夏季，我国东部沿海地区的平均风速较大，这是由于夏季季风的影响。
冬季，我国北方地区的平均风速较大，而南方地区的平均风速较小，这与冬季季风的影响有关。
海上平均风速的分布规律对于海上交通和海洋工程等方面都有着重要的意义。
在海上交通方面，了解海上平均风速的分布规律可以帮助船舶选择合适的航线，提高航行的安全性。
在海洋工程方面，了解海上平均风速的分布规律可以帮助工程师设计和建造更稳固的海
洋工程设施。
总的来说，我国海上平均风速的分布规律受到多种因素的影响，包括地理位置、季节、气候和气流等。
了解这些规律对于我们更好地利用海洋资源和开展海洋活动具有重要的意义。
希望我们能够保护好海洋环境，合理利用海洋资源，为海洋事业的繁荣做出贡献。
感谢大家的阅读！。
上海交通大学 船舶与海洋工程导论 考点整理 全
第一讲：海洋环境1、海洋中的主要研究对象：海底、海水的物理特征、海风、海流、海浪、潮汐、内波。
2、海底的三大基本地貌单元：大陆边缘、大洋盆地、大洋中脊。
3、两种大陆边缘：大西洋型大陆边缘（被动大陆边缘）、太平洋型大陆边缘（活动大陆边缘）。
4、海水的基本物理特性：盐度。
在35‰左右。
5、海风：空气的水平运动形成风，蒲福风级表0~12十三个风级。
6、波浪：有风浪、潮汐、地震波、船波等，通常所说的海浪是指风浪。
风浪是海面上分布最广、对于船舶航行和海洋工程实际活动影响最大的波浪。
7、海浪主要指表层海水受外力影响而发生的起伏现象，是海洋工程结构物的主要动力因素之一，是海洋结构物设计中的一个重要方面；风浪是海水受到风力的作用而产生的波动，可同时出现许多高低长短不同的波，传播方向与风向一致。
风浪是海上分布最广，出现频率最多，对船舶航行、海洋工程结构物运营和海洋工程实际活动影响最大的因素之一。
8、取决风浪大小的条件：风速、风时、风区长度。
风速越大，风时越久，风区长度越长，风浪越大。
9、海浪的分类：表面张力波、短周期重力波、重力波、长周期重力波、长周期波、潮汐波（潮浪）、潮汐波（潮浪）。
第二讲：船舶工程（重点）10、世界各国贸易货物运输量的三分之二是由商船承运。
11、2010年全球集装箱港口吞吐量排名：①上海港：全球货物吞吐量、集装箱吞吐量均排名第一②新加坡港③香港港④深圳港⑤韩国釜山港⑥宁波——舟山港⑦广州港⑧青岛港⑨阿联酋迪拜港⑩荷兰鹿特丹港12、世界船舶需求：2001-2015年年均需求量约为4400万-6000万载重吨13、世界造船市场份额：（2005年）中国20%，日本29%，韩国33%，其他18%。
全球贸易持续增长；船型结构面临重大调整；发达国家的船舶工业正在外移。
造船产业正在加速向中国转移，我国船舶工业正面临重大历史机遇。
14、我国面临的国防安全问题：海洋国土资源的争夺日趋激烈；海上生命线的保护迫在眉睫（我国石油进口量的80%通过马六甲海峡运输，马六甲海峡是我国海上石油生命线）；台湾海峡安全局势。
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– P与N 经验频率P等有关, P=m/(N+1)×100％=1/TR – m为累积出现次数
算例
1年一遇 10年一遇 30年一遇 50年一遇 100年一遇
最小设计风速
自存状态 ：51.5m/s (100kn) 正常作业状态：36m/s (70kn)
中国近海大风及最大风速的地理分布
东海沿岸大风最多 年最大风日数100～180天
黄、渤海次
年最大风日数20～30天 岛屿100天以上
南海
年最大风日数约10天 海岛40～90天
强风区：台湾海峡、巴士海峡西部、越南东南近海 风速：离岸越远、海上>沿岸陆地 冬季强风频率>夏季
渤海海峡等 历史最大风速40m/s 北风、偏北风
黄海（大连、历史最大风速60m/s
南海
历史最大风速45m/s
收集分析不小于15年的风速资料 采用与实测资料拟和较好的长期理论分布函数，
描述年最大风速样本的变化规律，再根据重现 期得到设计风速 我国采用极值 Ⅰ型概率分布函数
极值 Ⅰ型分布
fX (x)
a 1
1
a 1.2825
X X 0.45 X
– 概率分布函数、概率密度
FX (x) exp expa(x )
≤ x ≤
f X (x) aeea(x ) ea(x )
, a 为此概率分布参数
x – 特性
X
0.5772 a
X
6
1 1.2825 aa
数学期望(或称均值)
– 近似求X
E(X ) X
x
1 N
N
xi
i 1
均方差（标准差） X :
X
1 N
N i 1
xi
2
x
2
设计风速 :
xd x PN X
3.3 风速计算
2.平均风速 时距修正：
实测风速时，记录时间不同 平均风速与时距密切相关。 时距越长，平均风速越小 不同时距的平均风速进行修正 我国规范10min时距为标准时距，其他时距需换算 表4－3 DNV平均风速：
V (t) wi
(z)
GF
•V (1hr ) wi
(10)
z 10
3.最大风速样本、重现期：
年最大风速样本 最大风速的出现概率 重现期
风速设计值
年最大风速样本：考虑气候的季节性变化、海洋工程物 对一年内任意时间最大风速都要承受
重现期：
设计风速平均TR年出现一次，即TR年一遇的概率 具有一定出现概率的最大风速 TR越长，荷载越大，对结构设计标准越高，即安全程 度越高
确定重现期对应的年最大风速：