海洋石油工程环境课件

海 洋 石 油 工 程 环 境 1 海 洋 石 油 工 程 环 境 2 海 洋 石 油 工 程 环 境主 讲 ： 杨 志（ Tel:3353）采 油 研 究 室2000年 2月 海 洋 石 油 工 程 环 境 3 参 考 书 籍 ：海 洋 石 油 工 程 环 境 天 津 大 学 水 文 水 力 学 教 研 室 编 石 油 工 业 出 版 社海 洋 工 程 环 境 条 件 及 其 载 荷 孙 意 卿 编 著 上 海 交 通 大 学 出 版 社海 洋 学 杨 殿 荣 主 编 高 等 教 育 出 版 社 海 洋 石 油 工 程 环 境 4 海 洋 石 油 工 程 环 境 5 第 一 章 海 洋 环 境 概 论第 一 节 海 洋 环 境 概 论一 海 洋 所 在 的 大 环 境 图 1-1 太 阳 系 示 意 图 海 洋 石 油 工 程 环 境 6 海 洋 存 在 于 地 球 表 面 上 ， 而 地 球 又 存 在 于 太 阳 系 中 ，海 洋 便 是 这 种 独 特 环 境 的 产 物 ， 它 不 断 承 受 来 自 环 境 的 作用 ， 同 时 也 反 作 用 于 环 境 。 海 洋 的 各 自 然 因 素 及 特 性 便 是在 它 与 环 境 之 间 的 物 质 和 能 量 交 换 过 程 中 形 成 。 作 用 形 式 ： 物 质 交 换 ； 能 量 交 换 。 大 气 圈 水 圈 岩 石 圈图 1-2 地 球 层 圈 结 构 海 洋 石 油 工 程 环 境 7 大 陆 架 大 陆 坡 大 陆 隆 自 由 海 面图 1-3 海 洋 边 界 示 意 图 海 洋 石 油 工 程 环 境 8 二 海 洋 的 基 本 特 征1.海 洋 的 边 界 海 面 ： 海 洋 与 大 气 环 境 沟 通 的 窗 口 ， 是 海 洋 与 大 气 系统 进 行 物 质 和 能 量 交 换 的 界 面 。 海 底 ： 海 洋 与 岩 石 圈 之 间 沟 通 的 窗 口 ， 是 海 洋 与 海 底进 行 物 质 和 能 量 交 换 的 场 所 。 根 据 海 底 地 形 的 基 本 特 征 ， 从 海 岸 向 大 洋 中 心 ， 依 次可 将 海 底 地 形 分 为 大 陆 边 缘 、 大 洋 盆 地 和 洋 中 脊 三 个 单 元 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 9 1)大 陆 边 缘 大 陆 边 缘 是 大 陆 表 面 与 大 洋 底 面 之 间 的 过 渡 带 。 一 般 由大 陆 架 ； 大 陆 坡 ； 大 陆 隆 ， 见 图 1-3、 图 1-4所 示 。 大 陆 架 ： 大 陆 架 是 大 陆 周 围 浅 而 平 坦 的 海 底 ， 国 际 上曾 规 定 从 低 潮 线 到 200米 （ 一 般 为 坡 出 现 的 位 置 ） 之 间 的地 方 称 为 大 陆 架 ， 即 大 陆 架 是 大 陆 周 围 从 低 潮 线 始 直 到 向 深海 倾 斜 急 剧 增 大 的 地 方 之 间 的 海 域 。 大 陆 坡 ： 大 陆 坡 是 大 陆 架 外 缘 陡 倾 部 分 ， 水 深 介 于1400米 3200米 ， 平 均 宽 度 50KM。 大 陆 基 ： 大 陆 基 是 浊 流 和 滑 塌 作 用 在 大 陆 坡 麓 形 成 的 沉 积 （ 深 海 扇 ） ， 水 下 冲 积 锥 也 属 大 陆 基 范 畴 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 10图 1-4 大 陆 边 缘 的 剖 面 的 三 种 类 型 大 陆 架 大 陆 坡 大 洋 盆大 洋 盆大 陆 坡大 陆 架 岛 弧 大 洋 盆 海 洋 石 油 工 程 环 境 11 2） 大 洋 盆 海 洋 的 主 要 部 分 ， 广 阔 而 平 坦 大 洋 盆 地 ： 大 洋 盆 地 是 海 洋 主 体 ， 约 占 海 洋 总 面 积 的45 。 其 中 主 要 部 分 是 水 深 在 400 5000米 的 开 阔 水 域 ， 称为 深 海 盆 地 。 深 海 盆 地 中 最 平 坦 的 部 分 称 为 深 海 平 原 。 深 海 平 原 中 可 见 到 范 围 不 大 的 、 地 形 比 较 突 出 的 孤 立 高地 ， 称 为 海 山 。 其 中 有 一 类 极 为 突 出 的 海 山 ， 呈 锥 状 ， 比 周 围 海 底 高1000以 上 ， 隐 没 于 水 下 或 露 出 海 面 ， 称 为 海 峰 。 大 洋 盆 地 中 还 有 一 些 比 较 开 阔 有 隆 起 区 ， 高 差 不 大 ， 没有 火 山 活 动 ， 是 构 造 比 较 宁 静 的 地 区 ， 称 为 海 底 高 地 或 海 底高 原 。 有 些 无 地 震 活 动 的 长 条 隆 起 区 ， 称 为 海 岭 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 12 3)大 洋 中 脊 海 底 山 脉 ， 约 占 海 洋 面 积 的 32.7%。 沿 岸 带 ： 大 陆 与 大 洋 联 系 的 桥 梁 ， 大 陆 物 质 经 过 沿 岸 带的 作 用 才 进 入 海 洋 ， 也 是 海 洋 能 量 的 耗 散 带 。 在 海 底 地 形 中 和 石 油 关 系 密 切 的 主 要 是 大 边 缘 中 的 大 陆架 。2.海 洋 的 形 状 特 征1） 大 即 广 阔 ， 尤 其 是 南 北 尺 度 。2） 既 深 又 浅 绝 对 深 度 大 ， 相 对 深 度 小 ， 为 10 -3量 级 。3） 连 成 一 片 各 大 洋 连 成 一 体 。形 状 特 征 的 效 果 是 ： 大 ， 可 形 成 潮 汐 ； 既 深 又 浅 ， 可 将运 动 简 化 为 二 维 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 13 3.海 水 的 物 理 化 学 特 性1） 物 理 特 性 物 性 状 态 量 ： 密 度 ， 盐 度 ， 温 度 、 比 热 、 压 缩 性 等 。 盐 度 ： 1000克 海 水 中 ， 碳 酸 盐 全 部 转 化 为 氧 化 物 后 所 得 固 体物 质 的 克 数 ， 一 般 在 3.23.7%之 间 ， 平 均 3.5%.氯 度 ： 沉 淀 0.328533kg海 水 中 的 全 部 卤 素 所 需 的 原 子 量 纯 银的 克 数 。2） 化 学 特 性 海 水 是 多 种 物 质 组 成 的 复 杂 体 系 。 分 溶 解 物 和 不 溶 解 物两 类 。 溶 解 物 质 ： 无 机 盐 类 、 气 体 等 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 14 溶 解 物 的 无 机 盐 类 主 要 离 子 有 ：等 八 十 多 种 ， 与 海 洋 腐 蚀 有 关 的 离 子 主 要 是 氢 、 氧 离 子 和 铁离 子 等 ， 溶 解 物 的 气 体 有 ： 氧 气 ， 二 氧 化 碳 气 体 ， 放 出 等 气 体 。 不 溶 解 物 质 ： 固 态 颗 粒 形 式 存 在 。 海 水 呈 弱 碱 性 ， Ph值 7 KMgCaNaFOHCOHCOSOCl , 2223324 22 HCOCO 、 海 洋 石 油 工 程 环 境 15 第 二 节 我 国 海 域 概 况一 分 区 及 水 域 概 况 我 国 是 一 个 濒 临 海 洋 的 国 家 ， 毗 邻 我 国 大 陆 边 缘 的 有 渤海 、 黄 海 、 东 海 和 南 海 四 大 海 区 ， 总 面 积 约 485 104 km，相 当 于 我 国 大 陆 面 积 的 一 半 左 右 。 我 国 海 域 幅 员 辽 阔 、 自 然条 件 多 样 ， 海 洋 油 气 资 源 极 为 丰 富 ， 油 气 显 示 十 分 普 遍 ， 在国 民 经 济 建 设 和 国 防 上 具 有 重 要 的 地 位 。 我 国 海 域 西 接 欧 亚 大 陆 ， 东 临 太 平 洋 。 北 以 我 国 大 陆 为界 ， 南 到 大 翼 他 群 岛 ， 西 起 我 国 大 陆 ， 中 印 半 岛 和 马 来 半 岛， 东 至 朝 鲜 半 岛 ， 日 本 九 州 岛 以 及 琉 球 群 岛 、 中 国 台 湾 省 和菲 律 宾 。 我 国 海 域 的 整 个 位 置 是 ： 北 起 北 纬 41， 南 止 于 南纬 3， 西 自 东 径 9910， 东 到 东 径 131。 东 西 横 越 32个 经 度， 南 北 纵 跨 44个 纬 度 ， 跨 经 温 带 、 亚 热 带 和 热 带 。 海 岸 线 长， 河 口 、 岛 屿 众 多 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 16 1、 渤 海 渤 海 南 北 长 约 560km， 东 西 宽 约 300km， 海 区 面 积 约 为7.8 104 km， 比 我 国 台 湾 省 面 积 的 两 倍 还 大 些 ， 是 四 个 海区 中 面 积 最 小 的 一 个 。 渤 海 海 区 通 常 由 四 部 分 组 成 ， 即 ： 周 围 的 三 个 主 要 海湾 北 面 的 辽 东 湾 、 西 面 的 渤 海 湾 、 南 面 的 菜 州 湾 和 渤海 中 央 盆 地 。 渤 海 属 内 陆 海 ， 常 年 风 压 不 是 很 大 ， 但 由 于 地 理 位 置偏 北 ， 冬 季 季 风 出 现 最 早 ， 冬 季 受 寒 潮 侵 袭 ， 故 每 年 均 有不 同 程 度 的 结 冰 现 象 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 17 2、 黄 海 黄 海 位 于 中 国 大 陆 和 朝 鲜 半 岛 之 间 ， 北 接 我 国 辽 宁 省和 朝 鲜 的 南 、 北 两 道 ； 东 邻 朝 鲜 半 岛 西 岸 ； 北 与 渤 海 沟 通 ，西 濒 我 国 山 东 半 岛 和 江 苏 北 部 ； 南 与 东 海 相 连 ， 东 南 面 至 济州 海 峡 西 侧 ， 并 经 朝 鲜 海 峡 与 日 本 海 相 通 ， 为 一 半 封 闭 性 浅海 。 整 个 黄 海 南 北 长 870km， 东 西 宽 约 570km， 面 积 约 为41.2 104 km ， 约 为 渤 海 面 积 的 5倍 。 山 东 半 岛 深 入 黄 海 之中 ， 其 顶 端 成 山 头 与 朝 鲜 半 岛 的 长 山 串 之 间 最 窄 （ 宽 约192km） ， 自 然 地 将 黄 海 分 为 南 、 北 两 部 分 ： 北 面 的 叫 “ 北黄 海 ” ， 面 积 为 8.2 10 4 km ； 南 面 的 称 “ 南 黄 海 ” ， 面 积为 33 104 km 。 黄 海 北 部 常 常 受 冬 季 季 风 的 影 响 ， 在 冬 季 受 寒 潮 侵 袭 后， 每 年 也 有 不 同 程 度 的 结 冰 现 象 ， 黄 海 水 面 自 北 向 南 渐 趋 开阔 ， 故 风 速 自 北 向 南 逐 渐 增 大 ， 南 黄 海 受 台 风 影 响 也 较 北黄 海 显 著 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 18 3、 东 海 西 濒 上 海 、 浙 江 、 福 建 ； 北 与 黄 海 相 连 ； 东 北面 与 朝 鲜 半 岛 经 日 本 五 岛 至 长 崎 半 岛 南 端 连 线 为 界 ，与 日 本 海 相 通 ； 东 与 日 本 的 九 州 岛 、 琉 球 群 岛 、 台湾 为 界 ； 南 通 过 台 湾 海 峡 与 南 海 相 通 ， 为 一 较 开 阔的 边 缘 海 。 东 海 的 南 北 长 约 1300km,东 西 宽 约 740km， 总 面积 77 10 4 km 。 东 海 与 浩 瀚 的 太 平 洋 为 邻 ， 直 接 受 太 平 洋 风 场的 影 响 ， 台 风 活 动 频 繁 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 19 4、 南 海 北 接 我 国 台 湾 、 广 东 和 广 西 等 省 、 区 ， 即 将 台 湾 海 峡 的南 界 作 为 南 海 的 北 界 ； 东 以 我 国 台 湾 省 南 端 经 巴 士 海 峡 、 隔以 菲 律 宾 的 吕 宋 岛 、 民 都 洛 岛 及 巴 拉 望 等 岛 与 太 平 洋 为 邻 ；西 依 中 南 半 岛 和 马 来 西 亚 ； 南 抵 印 度 尼 南 亚 的 苏 门 答 腊 岛 与加 里 曼 丹 岛 。 整 个 南 海 的 四 周 几 乎 被 大 陆 和 岛 屿 所 包 围 ， 为一 个 较 封 闭 的 与 大 洋 隔 开 的 深 海 盆 。 因 此 ， 有 人 把 南 中 国 海、 地 中 海 和 加 勒 比 海 称 为 世 界 三 大 内 海 。 南 海 南 北 长 约 3330km， 东 西 相 距 约 1670km， 面 积 约 为360 10 4 km,几 乎 为 渤 、 黄 、 东 海 总 面 积 的 3倍 左 右 。 南 海 是 我 国 海 域 受 台 风 影 响 最 为 严 重 的 海 区 。 海 风 也 是最 大 的 区 域 ， 南 海 地 处 热 带 常 年 气 温 较 高 ， 四 季 变 化 不 显 著。 海 洋 石 油 工 程 环 境 20 海 区 分 区 界 线 水 域 概 况渤 海 渤 海 海 峡 平 均 20米 ， 最 大 限 度 78米 黄 海 长 江 口 至 济 州 岛 连 线 40米 80米 东 海 澎 湖 列 岛 至 台 湾 富 贵 角 349米 2719米 南 海 1140米 5420米 海 洋 石 油 工 程 环 境 21 二 海 底 地 形 中 国 海 的 海 底 地 形 ， 尤 其 是 渤 、 黄 、 东 海 的 海 底 地 形 ，与 中 国 大 陆 的 地 形 有 些 相 似 ， 即 西 高 东 低 ， 西 部 水 浅 ， 东部 水 深 。 总 的 趋 势 是 自 西 北 向 东 南 倾 斜 。 至 于 南 海 ， 是一 个 较 为 封 闭 的 而 且 深 度 较 大 的 海 盆 ， 它 的 地 形 比 较 复 杂 ，总 的 特 点 是 ： 锅 形 盆 地 ， 四 周 浅 、 中 央 深 ， 海 盆 中 央 地区 的 平 均 深 度 在 3000M左 右 。 海 盆 中 有 几 处 隆 起 ， 系 繁 茂 的珊 瑚 虫 而 形 成 东 沙 、 西 沙 、 中 沙 和 南 沙 群 岛 等 珊 瑚 岛 。 就 海 底 地 貌 单 元 而 言 ， 中 国 海 不 仅 有 广 阔 的 大 陆 架 ， 而且 还 有 大 陆 坡 和 深 海 盆 。 1、 渤 海 的 海 底 地 貌 渤 海 为 东 北 西 南 向 的 半 封 闭 的 浅 海 ， 海 底 地 势 是 从 三个 海 湾 向 渤 海 中 央 及 渤 海 海 峡 倾 斜 ， 坡 度 平 缓 ， 平 均 坡 度 为0 023。 海 底 地 貌 全 是 为 大 陆 架 所 占 据 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 22 2、 黄 海 的 海 底 地 貌 黄 海 为 一 近 南 北 向 的 浅 海 盆 ， 海 底 地 势 由 北 、 东、 西 三 面 向 黄 海 中 央 及 东 面 方 向 倾 斜 ， 但 倾 斜 的 坡度 不 大 ， 平 均 坡 度 为 0 121。 。 整 个 黄 海 全 为 大 陆架 地 貌 类 型 所 占 。 3、 东 海 的 海 底 地 貌 东 海 的 海 底 地 形 与 我 国 东 南 沿 海 的 陆 地 地 势 大致 相 似 。 西 北 高 、 东 南 低 ， 成 为 自 西 北 向 东 南 倾 斜的 形 势 。 但 在 东 海 的 东 南 边 缘 处 ， 坡 度 突 然 变 陡 ，急 剧 倾 入 深 海 。 东 海 的 海 底 地 貌 ， 大 致 以 我 国 台 湾岛 东 北 角 与 日 本 九 州 西 北 面 的 五 岛 列 岛 联 成 一 线 为界 ， 有 两 个 明 显 不 同 的 区 域 ： 西 部 是 水 深 在 150160m以 内 的 大 陆 架 区 ； 东 部 是 沿 琉 球 岛 内 侧 的 大 陆坡 区 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 23 4、 南 海 的 海 底 地 貌 南 海 的 水 深 要 比 渤 、 黄 、 东 海 的 水 深 大 得 多 ， 除 北 部 和西 部 靠 近 大 陆 、 半 岛 附 近 的 水 深 较 浅 外 ， 中 部 和 东 部 的 大 部分 地 区 水 深 在 2000m以 上 。 南 海 海 域 辽 阔 ， 海 底 地 貌 的 类 型 丰 富 多 样 ： 北 部 、 西南 和 南 部 沿 岸 为 大 陆 架 区 ； 中 部 为 大 陆 坡 及 深 海 盆； 东 部 多 为 岛 屿 坡 ， 并 有 深 海 沟 和 深 海 槽 。总 趋 势 是 ： 由 西 北 向 东 南 倾 斜 南 海 海 底 地 形 较 复 杂 ： 四 周 浅 ， 中 央 深 ， 海 盆中 有 隆 起 。 渤 海 与 黄 海 属 于 大 陆 架 区 ， 东 海 三 分 之 二 为 陆架 区 ， 其 余 为 陆 坡 区 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 24 三 海 底 沉 积 大 陆 许 多 径 流 汇 入 海 洋 ， 带 入 大 量 淡 水 ， 泥 沙 ， 营 养 盐 ，悬 浮 物 ， 可 形 成 巨 厚 沉 积 。四 海 洋 气 侯跨 越 温 带 ， 亚 热 带 ， 热 带 三 大 气 候 带 ， 呈 现 出 多 样 性 。渤 海 ： 位 置 偏 北 ， 冬 春 季 结 冰 ， 冰 期 3 4个 月 。黄 海 ： 北 部 有 冰 情 ， 风 速 自 北 向 南 逐 渐 增 大 ， 南 黄 海 受 台 风 影 响 较 北 黄 海 大 。东 海 ： 较 少 结 冰 ， 但 为 台 风 经 过 区 。南 海 ： 台 风 频 繁 ， 尤 其 是 7， 8， 9三 个 月 台 风 影 响 很 大 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 25 四 、 各 海 区 含 油 气 情 况渤 海 ： 自 66年 开 始 钻 探 以 来 ， 已 发 现 十 多 个 海 上 油 气 田 。 渤海 海 区 断 裂 构 造 十 分 发 育 ， 主 要 为 断 块 型 油 气 藏 。黄 海 ： 北 黄 海 三 面 环 陆 ， 面 积 约 8万 k ， 沉 积 盖 层 不 发 育 ，未 列 为 寻 找 油 气 的 重 点 区 域 。 南 黄 海 面 积 30万 k ， 具 有 良 好的 含 油 气 远 景 ， 一 般 含 油 气 面 积 较 小 ， 属 于 产 量 较 低 的 小 型油 气 田 。东 海 ： 东 海 约 75%的 区 域 为 大 陆 架 区 ， 沉 积 巨 厚 ， 生 、 储 、盖 组 合 发 育 良 好 ， 油 气 资 源 丰 富 ， 前 景 广 阔 。南 海 ： 南 海 海 域 自 北 向 南 主 要 的 沉 积 盆 地 有 北 部 湾 、 莺 歌 海、 珠 江 口 外 、 曾 母 暗 沙 盆 地 等 。 北 部 湾 盆 地 ： 已 在 涠 10-3等 构 造 开 采 出 工 业 性 油 气 流 ； 珠江 口 外 盆 地 已 获 工 业 油 流 ； 莺 歌 海 盆 地 天 然 气 蕴 藏 量 极 大 ；曾 母 暗 沙 盆 地 沉 积 巨 厚 ， 含 油 气 远 景 很 好 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 26 五 、 世 界 海 上 石 油 勘 探 开 发 的 发 展 情 况 ： 总 观 海 洋 石 油 工 业 的 发 展 ， 可 划 分 为 如 下 几 个 阶 段 (1)1950年 以 前 ： 由 于 受 技 术 发 展 的 限 制 再 加 上 特 殊 环 境条 件 的 影 响 ， 海 洋 石 油 开 发 基 本 沿 用 陆 地 勘 探 开 发 设 备 (2)1960年 ： 世 界 上 有 25个 国 家 进 行 海 上 勘 探 活 动 ， 12个 国家 进 行 浅 海 采 油 ， 年 产 油 1.94亿 吨 ， 占 当 年 海 陆 石 油 总 产 量 的11 (3)1970年 ： 75个 以 上 国 家 从 事 海 洋 石 油 地 质 及 物 理 勘 探， 45个 国 家 进 行 浅 海 钻 探 ， 30多 个 国 家 进 行 浅 海 开 发 ， 年 产油 3.9165亿 吨 ， 占 世 界 总 产 量 的 17.04 海 洋 石 油 工 程 环 境 27 (4) 1972年 ： 海 上 产 油 量 达 4.728亿 吨 ， 较 1971年增 长 8.99 。 (5)1975年 ： 世 界 海 上 探 明 可 储 量 为 228亿 吨 ， 较1950年 的 67亿 吨 增 长 3.4倍 。 (6)1985年 ： 海 上 石 油 产 量 上 升 至 全 世 界 总 产 量的 35 左 右 ， 而 且 开 始 在 深 海 开 采 石 油 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 28 六 我 国 海 洋 石 油 发 展 概 况1、 普 查 阶 段 （ 19501966）2、 自 营 勘 探 开 发 阶 段 （ 19661980） 到 1978年 共 形 成 八 大 勘 探 领 域 ： 渤 海 北 黄 海 南 黄 海 东 海 台 湾 海 峡 珠 江 口 北 部 湾 莺歌 海 - 西 沙 海 域3、 中 外 合 资 勘 探 开 发 阶 段 （ 1980今 ） 总 产 量 1600万 吨 ， 占 全 国 产 量 10%强 。 分 布 于 各 海 域 。 主 要 油 气 田 有 ： 埕 北 、 渤 中 、 陆 丰 、 西 江 、 流 花 、 涠州 、 崖 13-1 海 洋 石 油 工 程 环 境 29 第 三 节 海 洋 石 油 工 程 环 境 研 究 的 内 容 和 意 义一 研 究 的 内 容 1. 风 ， 浪 ， 流 ， 海 冰 ， 海 面 高 程 变 化 ， 海 洋 腐 蚀 环 境 形 成 、运 动 、 变 化 规 律 。 2. 风 ， 浪 ， 流 ， 海 冰 ， 海 面 高 程 变 化 设 计 标 准 的 确 定 。 3. 因 素 与 结 构 作 用 机 理 ， 载 荷 计 算 。二 意 义 1. 海 洋 石 油 工 程 环 境 因 素 是 结 构 强 度 ， 寿 命 设 计 的 控 制 参数 ； 2. 影 响 作 业 安 全 和 质 量 ； 3. 影 响 作 业 经 济 效 益 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 30图 1-5 海 洋 石 油 工 程 环 境 示 意 图 海 面 高 程 变 化 波 浪 与 海 流 风 海 冰隔 水 导 管海 底 海 洋 石 油 工 程 环 境 31损 坏 修 复 费 初 期 建 造 费 总 投 资10 20 30设 计 波 高 （ M）总投资 初期建设费图 1-6 设 计 波 高 与 投 资 优 化 分 析 示 意 图 海 洋 石 油 工 程 环 境 32 第 二 章 风 与 风 载 荷第 一 节 风 与 风 的 描 述一 大 气 环 境 及 其 描 述 风 是 大 气 环 境 受 到 太 阳 辐 射 ， 地 球 自 转 ， 地 表 物 理 化 学 特性 影 响 而 产 生 的 一 种 维 持 大 气 系 统 平 衡 的 自 然 现 象 。 1、 表 征 大 气 状 态 的 物 理 量 气 压 ， 温 度 ， 密 度 ， 湿 度 ， 风 速 ， 风 向 。 气 压 -大 气 作 用 于 地 球 表 面 单 位 面 积 上 的 力 ， 叫 做 大 气压 力 ， 简 称 气 压 。 它 是 时 间 和 空 间 的 函 数 。 等 压 线 -瞬 时 气 压 观 测 值 相 等 的 各 个 点 联 成 的 线 。 相 邻两 等 压 线 的 差 为 一 定 值 ， 一 般 为 5 mb或 2.5 mb。 (1mb=3/4 mmHg) 海 洋 石 油 工 程 环 境 33 2、 天 气 形 势 图1） 地 面 形 势 图2） 高 空 形 势 图 等 压 面 形 势 图 ； 等 高 面 形 势 图 。 3、 海 平 面 气 压 场 用 海 平 面 等 压 线 图 表 示 。 海 平 面 气 压 场 的 9 种 主 要 形 式 ： 低 压 、 高 压 、 低 压 槽、 高 压 脊 、 低 压 带 、 高 压 带 、 副 低 压 、 副 高 压 、 鞍 形 区 海 洋 石 油 工 程 环 境 34 二 风 的 形 成 及 其 描 述1、 风 的 形 成1） 成 因 由 于 气 压 在 水 平 方 向 上 分 布 的 不 均 匀 性 而 产 生 的 空 气 从高 压 区 向 低 压 区 的 运 动 。2） 运 动 方 程 气 流 运 动 满 足 动 量 方 程 。3） 风 的 类 型 地 转 风 地 转 风 指 在 自 由 大 气 层 中 等 压 线 平 直 的 风 场 内 形 成 的 风 梯 度 风 梯 度 风 指 在 气 旋 效 应 显 著 ， 等 压 线 弯 曲 的 风 场 内 ， 不 考 虑摩 阻 力 作 用 形 成 的 风 。 海 面 风 海 面 风 速 考 虑 了 摩 阻 力 和 海 面 垂 直 对 流 影 响 的 风 速 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 35 质 点 轨 迹 柯 氏 力 压 差 梯 度 力 风 速 矢 量图 2-1地 转 风 形 成 过 程L H 图 2-3低 压 中 心 气 旋 图 2-4高 压 中 心 气 旋P1P2 P1P2fcvf 图 2-2海 面 风 形 成 过 程 海 洋 石 油 工 程 环 境 36 4） 台 风 台 风 是 热 带 海 洋 上 空 形 成 的 急 速 旋 转 的 逆 时 针 低 压 气旋 强 度 ： （ 以 靠 近 台 风 中 心 地 面 处 的 最 大 风 速 和 台 风 中 心处 海 面 的 最 低 气 压 值 而 确 定 ） 热 带 低 气 压 -气 旋 中 心 风 力 在 7级 以 下 （ 最 大 风 速 10.8 17.1m/s） 。 热 带 风 暴 -气 旋 中 心 风 力 在 8-11级 （ 最 大 风 速 17.2 32.6m/s） 。 强 台 风 暴 -气 旋 中 心 风 力 在 12级 以 上 （ 最 大 风 速 大 于32.6m/s） 。 结 构 ： 台 风 为 近 似 圆 形 的 逆 时 针 气 旋 ， 风 速 沿 径 向 变 化可 分 为 外 ， 中 ， 内 三 圈 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 37 外 圈 ： 自 台 风 边 缘 至 台 风 最 大 风 速 区 的 外 缘 ， 半 径 为200300km， 圈 内 风 速 里 大 外 小 。 中 圈 ： 从 风 眼 壁 至 最 大 风 速 区 外 缘 ， R约 为 100km，又 称 为 气 流 急 剧 旋 转 区 。 内 圈 ： 台 风 风 眼 壁 圈 ， 半 径 为 530km,该 区 域 内 风 速自 外 向 内 迅 速 递 减 ， 直 至 为 0， 内 圈 又 称 为 风 眼 。 移 动 特 性 ： 气 旋 中 心 移 动 速 度 为 台 风 移 动 速 度 。 移 动 趋 势 ： 向 西 北 方 向 移 动 。 生 命 期 ： 3-8天 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 38 P,V (1) SP0 (2)(3)Vmax R 风 速 曲 线风 压 曲 线图 2-5 台 风 风 速 、 风 压 结 构 示 意 图（ 风 圈 结 构 示 意 图 ） 海 洋 石 油 工 程 环 境 39 台 风 区 内 的 气 压 分 布式 中 ： 台 风 区 内 某 点 的 气 压 （ mb） (1mb=3/4mmHg) 台 风 外 围 气 压 ， 可 用 最 外 圈 闭 合 等 压 线 的 气 压 值代 替 (mb) 台 风 外 围 气 压 与 中 心 气 压 Pc之 差 (mb) 台 风 中 心 附 近 最 大 风 速 点 与 台 风 中 心 的 距 离 km 20 01 rrPPP P 0P 0rP 1200 PP Prr 海 洋 石 油 工 程 环 境 40 台 风 区 内 距 中 心 r 的 某 点 的 风 速式 中 ： 地 球 自 转 角 速 度 ， 取 r该 点 距 台 风 中 心 的 距 离 ， km； 纬 度 ； 空 气 密 度 值 ， 取 沿 r 方 向 的 气 压 剃 度 。 drrdprrU 2sinsin 秒弧 度 /10292.7 5 33 /1026.1 cmgdrdp 030max 0 7.5max32 2 PUPU rRdrrdpU 海 洋 石 油 工 程 环 境 41 10051002.51000970 1002.6 P应 用 实 例 ： P0=1005mb;Pc=970mb， 则 对 图 中 气 压 P=1002.6的A站 ， 可 量 取 与 台 风 中 心 的距 离 r =214km， 则 ：;350 mbP smPU kmrR kmr /3.31357.57.5 1.202 2.1414.235214max 0 20 台 风 区 内 最 大 风 速 值 ： 中 心 的 距 离 ：台 风 区 内 最 大 风 速 处 距 海 洋 石 油 工 程 环 境 42 5） 风 的 描 述 风 向 ： 指 风 的 来 向 ， 用 十 六 个 方 位 表 达 ： N、 NNE、NE、 ENE、 E、 ESE、 SE、 SSE、 S、 SSW、 SW、 WSW、W、 WNW、 NW、 NNE 风 向 在 天 气 形 势 图 上 用 风 向 矢 杆 及 尾 部 的 风 速 标 记 来 表达 ， 风 向 矢 杆 指 向 风 的 来 向 。 风 向 矢 杆 上 的 风 速 标 记 有 ： 小 旗 ， 20m/s,， 长 划 ， 4m/s，短 划 ， 2m/s。 风 速 ： 空 气 在 单 位 时 间 内 移 动 距 离 。 风 级 ： 按 风 速 大 小 划 分 十 八 个 风 级 ， 称 为 Beanfort风 级 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 43 三 风 速 计 算1、 风 速 垂 直 分 布 计 算 风 速 垂 直 分 布 的 影 响 因 素 有 ： 1） 大 气 层 特 性 ， 如 温 度 ，湿 度 ， 水 平 气 压 梯 度 等 ； 2） 海 面 特 性 ， 粗 糙 度 ， 反 射率 ， 温 度 ， 湿 度 。 对 数 公 式 ：使 用 于 近 地 面 100m以 内 风 速 分 布 计 算 。 001 01 lnln lnln Kzz zzVV nn 式 中 ： K0为 高 度 换 算 系 数 。 Z0为 风 速 为 零 处 高 度 ， 取 决 于 粗 糙 度 ， 0.001 0.15m. 海 洋 石 油 工 程 环 境 44 指 数 公 式 ：适 用 于 己 于 100m以 上 的 风 速 分 布 计 算 ： m为 指 数 ， 约 为 1/15-1/4， 常 取 m=1/7。2、 地 转 风 速 的 计 算 海 面 风 速 ： npVg sin2 1 gs VTV 70.001.0 从 静 水 面 算 起 ）（ 处 的 风 速 ；为 任 一 高 度Z ZVZVV zmz )10(10 海 洋 石 油 工 程 环 境 45 3 风 速 时 段 修 正 计 算 一 般 风 速 都 指 平 均 风 速 ， 各 时 段 平 均 风 速 可 作 互 换 式 中 ： t为 时 段 长 度 。 秒 。也 可 按 如 下 风 速 系 数 进 行 换 算 ： V10min 1.0 V5min 1.05极 值 风 速 Vm 1.16极 大 阵 风 V3s 1.37 3s gust wind velocitv64.0ln056.0min10 tVV t min10kVVt k 海 洋 石 油 工 程 环 境 46 第 二 节 海 洋 工 程 结 构 与 装 置 的 风 载 荷 计 算一 风 与 结 构 的 相 互 作 用1、 绕 流 现 象2、 风 载 荷阻 力 ： 结 构 前 后 部 动 压 差 之 和升 力 ： 旋 涡 周 期 性 脱 离 的 不 对 称 性 导 致 周 期 性 激 振 力 海 洋 石 油 工 程 环 境 47 二 风 载 荷 计 算 结 构 风 载 荷 可 视 为 结 构 表 面 风 动 压 力 之 和 s dsnpkFzjFyiFxF . 总 作 用 力 ： 拖 曳 力 ： 升 力 ： 上 式 为 风 载 荷 计 算 的 通 式 式 中 ： 为 结 构 在 垂 直 于 风 向 方 向 上 投 影 面 积 为 阻 力 系 数 为 升 力 系 数 。 pll pdd ACVF ACVF VgpcApF 22 22121 21 ldPCCA 海 洋 石 油 工 程 环 境 48 三 实 用 风 载 荷 计 算1、 API风 力 公 式 American Petroleum Institute ACVF ACVF ss2200473.000256.0式 中 ， F： 风 力 ， Ib or N Cs, 形 状 系 数 ； A， 投 影 面 积 ， S.m or S.ft ； v, 持 续 风 速 ， m/h or km/h。 API推 荐 如 下 形 状 系 数 ： 梁 Cs=1.5 结 构 平 面 Cs=1.5 圆 柱 Cs=0.5 同 时 API推 荐 风 速 垂 直 分 布 计 算 采 用 指 数 公 式 ， 阵 风 ： m=1/13， 持 续 风 暴 ： m=1/8。 English UnitsMetric Units 海 洋 石 油 工 程 环 境 49 2、 ABS风 力 公 式 American Bureau of Shipping 式 中 ， F： 风 力 ， kg or Ib Cs,形 状 系 数 ； Ch, 高 度 系 数 ; A， 投 影 面 积 ， S.m or S.ft ; v， 平 均 风 速 m/s or knot（ 节 ） 海 面 m高 处 。ACCVF ACCVF sh sh2200338.0 00623.0 English UnitsMetric Units 海 洋 石 油 工 程 环 境 50 BS推 荐 的 如 下 高 度 系 数 ： Height (feet) Ch 0-50 1.00 50-100 1.10 100-150 1.20 150-200 1.30 200-250 1.37 250-300 1.43 300-350 1.48 350-400 1.52 400-450 1.56 450-500 1.60 500-550 1.63 海 洋 石 油 工 程 环 境 51 BS推 荐 的 形 状 系 数形 状 ABS,LR ZC NV BV园 筒 形 0.5 0.5 0.6水 面 船 形 1.0 1.0甲 板 室 1.0 1.0 1.5 1.0甲 板 以 下 区 域 的 光 滑 构 件 1.0 1.0 1.5 1.0甲 板 以 下 区域 的 光 滑 构 件 1.3 1.3 1.5 1.0孤 立 结 构 物（ 起 重 机 、 梁 等 ） 1.5 1.5 2.0井 架 （ 每 一 面 ） 1.25 1.25ABS美 国 船 舶 检 验 局 ZC中 国 船 舶 检 验 局 LR英 国 劳 氏 船 级 社 NV挪 威 船 级 社 BV法 国 船 舶 检 验 局 海 洋 石 油 工 程 环 境 52 3、 Zc风 力 公 式 中 国 船 级 社 有 关 参 数 可 查 阅 规 范 。4、 半 潜 式 平 台 风 载 荷 计 算 装 置 总 风 载 荷 计 算 原 则 ： 将 结 构 分 成 多 个 风 力 单 元 ，分 别 计 算 各 个 风 力 单 元 的 风 力 和 风 力 矩 ， 迭 加 后 得 到 总 的风 力 和 风 力 矩 。 在 半 潜 式 平 台 发 生 倾 斜 时 ， 由 于 风 力 单 元 的 投 影 面 积 ，形 心 距 海 面 高 度 都 发 生 了 变 化 ， 故 其 风 载 荷 将 发 生 变 化 。AVCCF sh 2161 海 洋 石 油 工 程 环 境 53 面 高 度 都 发 生 了 变 化 ， 故 其 风 载 荷 将 发 生 变 化 。 在 平 台 稳 定 性 校 荷 中 ， 还 需 计 算 在 平 台 倾 斜 时 风 载 荷曲 线 ， 如 下 图 所 示 ： NiNi rifM ifF 11 风 倾 力 矩 平 台 倾 角 风 倾 力 曲 线 平 台 回 复 力 矩 曲 线 海 洋 石 油 工 程 环 境 54 第 三 章 波 浪 与 波 浪 载 荷 第 一 节 概 述一 有 关 坐 标 系 和 特 征 参 数1 坐 标 系 的 建 立2 波 浪 要 素 波 峰 ； 波 谷 ， 波 高 ， 波 长 ， 周 期 ， 圆 频 率 无 量 纲 参 数 ： 波 陡 （ ） ， 相 对 波 高 （ d） ， 相 对 水 深 （d/ ） 浅 水 度d Z XSWLLO H 海 洋 石 油 工 程 环 境 55 3 波 浪 要 素 的 统 计 分 布 规 律 平 均 波 高 部 分 大 波 平 均 波 高 波 列 累 积 率 F%的 波 高 波 高 与 周 期 联 合 分 布4 我 国 各 海 域 大 浪 分 布 规 律 H 101311 HHH P 和常 用 的 有%FH 稳 定 状 态 下 波 的 个 数 NNHH FHHF ln707.0 1ln4 31max 21% 海 洋 石 油 工 程 环 境 56 二 、 海 洋 中 波 浪 的 类 型 1 按 作 用 力 性 质 表 面 张 力 波 （ 毛 细 波 ） 主 要 恢 复 力 ： 表 面 张 力 重 力 波 重 力 惯 性 波 科 式 力 行 星 波 科 式 力 随 纬 度 的 变 化 2 按 周 期 长 短 表 面 张 力 波 （ 毛 细 波 ） 、 表 面 波 、 长 波 、 潮 波 3 按 浅 水 度 （ d/L） d/L1/2深 水 波 ； 1/2 1/10浅 水 波 1/10 1/25应 考 虑 波 顶 曲 率 的 长 波 ； 1/25 长 波 海 洋 石 油 工 程 环 境 57 重 力 波 ： 风 浪 和 涌 浪 及 近 岸 波 （ 海 浪 ） 产 生 原 因 ： 风 海 啸 地 震 海 面 震 荡 气 压 变 化 潮 波 重 力 、 科 式 力三 波 浪 理 论1 规 则 波 浪 理 论 （ 对 单 一 波 浪 的 研 究 ） 线 性 波 浪 理 论 （ 微 幅 波 、 Airy波 、 正 弦 波 ） 非 线 性 波 浪 理 论 （ 有 限 振 幅 波 ） tokes波 浪 理 论 ； 孤 立 波 浪 理 论 ； 椭 圆 余 弦 波 浪 理 论 。 随 机 波 浪 理 论 （ 对 过 程 的 研 究 ） 谱 描 述 理 论 海 洋 石 油 工 程 环 境 58 第 二 节 线 性 波 浪 理 论一 基 本 方 程 和 边 界 条 件 假 设 ： 流 体 是 理 想 均 匀 的 ， 不 可 压 缩 的 ， 无 粘 性 的 理想 流 体 ， 其 运 动 是 无 旋 的 。 从 以 上 假 设 有 ： wzvyux VRott : 0:0 海 洋 石 油 工 程 环 境 59kzjyixu ukzjyix zuyuxuV kyuxujxuzuizuyuVVRot zyx xyzxyz 的 剃 度 ， 即函 数 写 成 某 个 标 量： 将 矢 量 函 数速 度 势算 子 ： 海 洋 石 油 工 程 环 境 60 1 基 本 方 程 ） 连 续 方 程 ） 动 力 学 方 程 uler 方 程 ：其 agrange积 分 ： at为 大 气 压 力 。 边 界 条 件 ） 动 力 学 边 界 条 件 0)(21 1 0)( 222 gzPatPwvut PFdtVd Vt 0)(21 222 gwvut 海 洋 石 油 工 程 环 境 61 ） 运 动 边 界 条 件海 底 ：海 面 ： 从 上 述 方 程 中 可 看 出 ， 部 分 条 件 是 非 线 性 的 。 边 界 条 件 的 线 性 化 ） 动 力 边 界 的 线 性 化 分 成 两 步 进 行 ， 首 先 将 动 能 部 分 忽 略 ， 然 后 将 其 展 开 ，得 到 ： zz yyxxtz dzzw 00 ztg 海 洋 石 油 工 程 环 境 62 ） 运 动 边 界 条 件 线 性 化同 理 进 行 线 性 化 ， 得 到 ：将 两 式 组 合 起 来 ， 得 到 ：二 二 维 行 进 波 的 速 度 势 由 于 以 上 的 方 程 组 无 法 直 接 解 出 ， 故 只 能 假 设 波 面 后求 解 。 我 们 假 设 波 剖 面 为 规 则 的 余 弦 曲 线 式 中 k=2/L, 2 ：由 线 性 化 的 动 力 边 界 条 件 知 ： 将 速 度 势 表 达 式 带 入 连 续 方 程 可 求 出 A(z)表 达 式 0022 0 zzzgt zt )sin()(),( )cos(2 tkxzAtxz tkxH 海 洋 石 油 工 程 环 境 63 当 水 深 无 穷 大 时 得 到 如 下 关 系 式 ： 当 水 深 为 有 限 时 ： 22 2/: )sin(2),( 00 0 202 gTgLTLC gTLkg tkxgHtxz thkdgTthkdgLTLC thkdgTLkgthkd tkxchkd zdchkgHtxz 22 2: )sin()(2),( 0 22 海 洋 石 油 工 程 环 境 64 三 线 性 波 浪 水 质 点 运 动 特 性 水 质 速 度 加 速 度 )cos()(2 )sin()(2 )sin()(2 )cos()(2 tkxchkd zdshkkgHtwa tkxchkd zdchkkgHtua tkxchkd zdshkkgHzw tkxchkd zdchkkgHxu zx 海 洋 石 油 工 程 环 境 65 水 质 点 轨 迹静 止 时 在 （ x0,z0) 处 的 水 质 点 在 波 浪 运 动 中 的 运 动 方 程 为 ： 式 中 ：讨 论 ：1） 上 式 为 一 个 椭 圆 方 程 ， 水 平 长 轴 为 A， 短 轴 为 B， 当 z0=0时 ，B=H/2， 当 z0=-d时 ， B=02） 当 d为 无 穷 大 时 ， A， B=Hexp(kz0)/2， 此 时 轨 迹 为 一 圆 。3） 当 Z0=-L时 ,exp(-2)=1/535,ci此 时 可 认 为 水 质 点 静 止 ， Z0=-L/2 时 ,exp(-)=1/23， 故 工 程 上 常 将 dL/2时 ， 认 为 水 深 为 无 穷 大 ， 即 所谓 深 水 。 shkd zdshkHB shkd zdchkHA B zzA xx )(2 )(2 1)()( 002 202 20 海 洋 石 油 工 程 环 境 66海 底无 穷 水 深 条 件 水 质 点 轨 迹 有 限 水 深 条 件 水 质 点 轨 迹 在 不 同 水 深 中 水 质 点 运 动 及 流 线 海 洋 石 油 工 程 环 境 67水 质 点 运 动 流 线 形 状 SWL Wave Profile 海 洋 石 油 工 程 环 境 68 uw ttt222波 面 、 水 平 速 度 、 垂 向 速 度 过 程 曲 线 海 洋 石 油 工 程 环 境 69 ax taz t 22 海 洋 石 油 工 程 环 境 70 微 幅 波 运 动 表 达 式波 浪 参 数 一 般 表 达 式 深 水 浅 水 1/20d/L1/2 d/L1/20 波 面速 度波 长 u w压 力 速 度 势 cos2)cos(2 HtkxH zxaa sin)( )(2 )( )( cos)( )( sin)( )( sin)( )( cos)( )( )( )( kdsh dzkchHC gzkdch dzkchgP kdsh dzkshLHga kdch dzkchLHga kdsh dzkshTHw kdsh dzkchTHu kdthgTL kdthgCzx sin2 cos2 sin2 sincos22kzkz kzz kzx kzkzeHC gzegP eTHa eTHa eTHw eTHu gTL gC sin2 cos12 sinsin)1( cos2 2 Hg zgP dzTHa gdTHa dzTHw dgHu gdTL gdCzx 海 洋 石 油 工 程 环 境 71 第 三 节 波 浪 与 海 洋 工 程 结 构 的 相 互 作 用一 小 特 征 尺 度 结 构 与 波 浪 的 相 互 作 用 当 D/L 0.2时 ， 结 构 被 称 为 小 特 征 尺 度 结 构 。1 平 面 流 与 园 柱 的 绕 流 现 象 绕 流 ： 流 体 流 过 园 柱 但 不 显 著 改 变 流 场 特 征 。 载 荷 ： 阻 力 ， Drag force , 结 构 前 后 部 动 压 差 之 和 横 向 力 ， Lateral force， 旋 涡 周 期 性 脱 离 的 不 对 称 性导 致 周 期 性 激 振 力 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 72 2 振 荡 流 与 园 柱 的 作 用 载 荷 ： 阻 力 ， Drag force , 结 构 前 后 部 动 压 差 之 和 ； 惯 性 力 ， Inertial force， 水 质 点 加 速 度 存 在 。 横 向 力 ， Lateral force， 旋 涡 周 期 性 脱 离 的 不 对 称性 导 致 周 期 性 激 振 力 。绕 流 现 象 海 洋 石 油 工 程 环 境 73 二 大 特 征 尺 度 结 构 与 波 浪 作 用 当 D/L 0.2时 ， 结 构 被 称 作 大 尺 度 结 构 。 1 绕 射 现 象 入 射 波 在 结 构 表 面 的 散 射 效 应 增 强 ， 散 射 波 与 入 射 波互 相 干 扰 ， 称 之 为 绕 射 现 象 ， Diffraction 2 载 荷 流 动 分 离 已 不 重 要 ， 粘 滞 阻 力 相 对 于 惯 性 力 也 已 不 重要 ， 载 荷 主 要 成 分 是 惯 性 力 。 不 恒 定 流 场 内 由 于 结 构 的 存 在 使 液 体 质 点 受 到 扰 动 而产 生 速 度 的 变 化 ， 即 产 生 一 个 加 速 度 。 海 洋 石 油 工 程 环 境 74 第 四 节 小 特 征 尺 度 结 构 的 波 浪 载 荷一 Morrison波 浪 力 公 式对 于 D/L0.2时 的 铅 直 园 柱 结 构 ， 其 （ x,z)坐 标 处 的 单 位 长 度 结 构 的 波浪 力 ：式 中 ： C M-惯 性 力 系 数 （ Inertia Coefficient) Cd-阻 力 系 数 （ Drag Coefficient) u(x,z,t)为 水 质 点 速 度 。 为 水 的 密 度 ， D为 园 柱 直 径 。 ),(),(21),(4 ),(),(),( 2 tzxutzxuDCt tzxuCD tzxftzxftzxf DM DI 海 洋 石 油 工 程 环 境 75 讨 论1 惯 性 力 部 分 ： 惯 性 力 被 分 成 两 部 分 ， 一 部 分 为 假 设 园 柱 体 不 存 在 ， 占 据 该 体积 的 流 体 加 速 运 动 所 需 推 力 ； 第 二 部 分 为 跟 随 园 柱 运 动 的 部 分 流 体加 速 运 动 所 需 推 力 。 Cm为 附 加 质 量 系 数 （ Added mass coefficient) 2 阻 力 根 据 粘 性 流 体 力 学 得 到 ： C D为 粘 滞 阻 力 系 数 。园 柱 总 载 荷 为 ： mM mI sI CC tuCDtzxf tuDpdstzxf 1 4),( 4),( 22 2