課程資訊
課程名稱
船舶運動學
SHIP MOTIONS IN WAVES 
開課學期
96-1 
授課對象
工學院  工程科學及海洋工程學研究所  
授課教師
邱逢琛 
課號
ESOE5014 
課程識別碼
525 U0210 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四6,7,8(13:20~16:20) 
上課地點
工科203 
備註
總人數上限:56人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/961shipmotion 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

A. 船舶運動(Ship Motions in Waves)/ 耐航性能(Seakeeping Performance)
1. 前言(Introduction)
1.1 耐航性能相關諸問題(Seakeeping Problems)
1.2 耐航性能評估之目的(Purpose of Seakeeping Assessment)
2. 海洋波浪(Ocean Waves)
2.1 海洋波浪特徵(Characteristic Appearance of the Sea)
2.2 海洋波浪能譜(Wave Spectrum)
2.3 風浪的生成、發達與傳播(Generation, Growth and Propagation of
Waves)
2.4 風浪狀態長期變化之描述(Long-term Description)
2.5 水波之分散性(Dispersion of Water Waves)
2.6 線性規則波理論(Theory of Simple Gravity Waves)
2.7 不規則波之描述(Description for Irregular Waves)
2.8 海洋波譜及長期波浪統計資料(Ocean Wave Data)
2.9 海象與船舶設計(Sea Condition and Ship Design)
3. 規則波中之船體運動(Ship Responses to Regular Waves)
3.1 線性運動理論之基本假設(Assumptions for Linear Theory)
3.2 船體運動之描述(Notation)
3.3 船體之受力(Forces Acting on Ship Hull)
3.4 截片理論(Strip Theory)
3.5 非線性截片理論(Nonlinear Strip Theory)
3.6 附加質量與興波減衰係數(Added Mass and Damping Coefficient)
3.7 二維斷面流體力係數(Sectional Hydrodynamic Coefficients)
3.8 橫搖減衰係數(Damping Coefficient in Rolling)
3.9 船體運動轉換函數(Transfer Function)
3.10 船體之波浪負荷(Wave Loads)
4. 不規則波中之船體運動(反應)統計分析(The Ship in a Seaway)
4.1 短期預測與長期預測(Short Term and Long Term Prediction)
4.2 短期預測之基本假設(Assumptions of Short Term Prediction)
4.3 船體運動短期預測(Short Term Prediction for Ship Motions)
4.4 船體運動長期預測(Long Term Prediction for Ship Motions)
4.5 耐航性能相關問題之統計分析(Statistic Analysis for Seakeeping
Problems)
5. 非線性運動反應分析(Analysis of Nonlinear Responses of Ship Motions)
5.1 Volterra 模式(Volterra Modeling)
5.2 實驗分析例(Examples of Experimental Analysis)
B. 勢流理論應用
6. 勢流理論基礎(Fundamental of Potential Theory)
6.1 Fourier Transform
6.2δ函數
6.3基本勢流
6.4實函數之積分定理
6.5流體運動之邊界條件
6.6流體運動之動量、能量定理
7. 無前進速度二維物體之簡諧運動問題(有自由表面)
7.1二維無速Green Function(有自由表面效應)
7.2二維無速運動問題之定式化
7.3速度勢之積分表示
7.4 Kochin函數與興波特性
7.5流體力、強制力與運動方程式
8. 無前進速度二維物體R/D問題之數值計算
8.1非正規頻率(Irregular Frequency)
8.2積分方程式法(利用水波Green function)
8.3 Ursell-Tasai法與Lewis Form.
8.4變分原理與有限元素法
8.5邊界元素法
8.6差分法(Finite Difference Method)
9. 無前進速度三維物體之簡諧運動問題(有自由表面)
9.1定式化
9.2 Green函數
9.3 Green函數(有限水深)
9.4有限非等深浮體運動速度勢的積分表示
 

課程目標
在求了解船舶或浮體受海洋波浪作用所引致之動態現象及其分析方法,並進而對於船舶運動理論之基礎及其發展有所理解。 
課程要求
最好有修過動力學、工程數學、流體力學之基礎 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 
指定閱讀
 
參考書目
教科書:
1.自編講義
2.E.V.Lewis "Principles of Naval Architecture 2nd
Revision:Volume
Ⅲ Motions in Waves and Controllability", SNAME, U.S.A.
1989
3.高木又男、新井信一,”船舶與海洋構造物之耐波理論”,成山


參考資料:
1. R.Bhattacharyya, "Dynamics of Marine Vehicles",
John Wiley &
Sons, New York, 1978
2. B.R.Clayton & R.E.D.Bishop, "Mechanics of Marine
Vehicles", E. &
F.N. Spon Ltd, London, 1982.
3. W.G.Price & R/.E.D.Bishop, "Probabilistic Theory
of Ship Dynamics", John Wiley & Sons, New York, 1977
4. 日本造船學會編“浮體之流體力學”,成山堂書店,2003
5. 其它重要論文選讀
 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期中考 
40% 
筆試或報告 
2. 
期末考 
40% 
筆試或報告 
3. 
隨堂測驗 
0% 
 
4. 
作業 
10% 
 
5. 
報告 
10% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/20  課程綱要與內容概述及 第一章 前言 
第2週
9/27  第二章 海洋波浪 
第3週
10/04  第二章海洋波浪(續)sec 2.8 ~sec 2.19 
第4週
10/11  第二章海洋波浪(續)sec 2.8 ~sec 2.19 
第5週
10/18  第三章 規則波中之船體運動 
第6週
10/25  第三章 規則波中之船體運動 
第7週
11/01  第三章 補充資料 
第8週
11/08  第四章 不規則波中的船體運動 
第10週
11/22  期中考(時間下午3:20~5:00; 共計100分鐘) 
第11週
11/29  本日課程暫停一次,另擇期補課 
第12週
12/06  第五章 非線性運動反應分析 
第13週
12/13  第六章 勢流理論基礎 
第14週
12/20  第七章 無前進速度二維物體之簡諧運動問題_有自由表面_ 
第15週
12/27  第八章 無前進速度二維物體R/D問題之數值計算