《大氣物理學(xué)》 課程教學(xué)大綱

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1、 大氣科學(xué)專業(yè) 1 目 錄 海洋學(xué) I .1 流體力學(xué) .7 流體力學(xué)實驗 .12 海洋調(diào)查實習(xí) .16 理論力學(xué) .22 計算方法 .25 大氣物理學(xué) .29 大氣探測 .35 天氣學(xué)原理 .40 動力氣象學(xué) .43 氣象統(tǒng)計 .46 數(shù)值天氣預(yù)報基礎(chǔ) .49 大氣科學(xué)導(dǎo)論 .52 衛(wèi)星氣象學(xué)和雷達(dá)氣象學(xué) .54 大氣環(huán)流引論 .56 非線性大氣動力學(xué) .58 氣候?qū)W基礎(chǔ) .61 海洋-大氣相互作用 .63 海洋氣象學(xué) .65 物理海洋學(xué) .67 衛(wèi)星海洋學(xué) .73 海洋環(huán)流 .75 數(shù)值天氣預(yù)報模式 .77 氣象資料分析 .79 天氣學(xué)分析 .81 天氣預(yù)報實習(xí) .84 1 海洋學(xué)I 開課

2、院系：海洋環(huán)境學(xué)院 課程編號：070702101287 課程英文名稱：Oceanography 課程總學(xué)時：68 總學(xué)分：4 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時： 學(xué)分： 授課對象：大氣科學(xué)專業(yè)本科生 使用教材：海洋科學(xué)導(dǎo)論 編者：馮士笮、李鳳岐、李少菁 主編 出版社：高等教育出版社 出版時間及版次： 2001 年 7 月 3 版 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求： 海洋學(xué)課程定位：是海洋科學(xué)和海洋技術(shù)各相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一 門內(nèi)容寬泛、重點突出、概念準(zhǔn)確的海洋科學(xué)入門課程，是進(jìn)入高層次海洋研究的基礎(chǔ)。 海洋學(xué)的主要教學(xué)內(nèi)容，是以物理海洋學(xué)為核心和紐帶，有機結(jié)合海洋化學(xué)、海洋 生物學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)等學(xué)科中的相

3、關(guān)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容涉及與海洋有關(guān)的最基本的現(xiàn)象、過程、 概念、理論以及觀測手段、研究方法、研究成果及應(yīng)用的最新進(jìn)展。目的使學(xué)生較全面認(rèn)識 海洋。 該課程以課堂授課為主，要求以淺顯易懂、清晰準(zhǔn)確的語言，描述海洋中發(fā)生的各種現(xiàn) 象和過程。教學(xué)方式以多媒體授課為主，結(jié)合課堂討論、學(xué)生講壇等形式。 考試形式： 閉卷與開卷及平時練習(xí)相結(jié)合。各部分比例：閉卷 50%、開卷 20%、平時思考題 10%、 平時練習(xí) 20%。 授課內(nèi)容（細(xì)化到章、節(jié)、目） 教學(xué)目標(biāo) 授課模式（指傳統(tǒng)講 授、討論、多媒體教 學(xué)等） 學(xué)時 分配 第一章 緒論 第一節(jié) 海洋學(xué)研究內(nèi)容 一、海洋研究內(nèi)容 二、海洋的特性 第二節(jié) 海洋學(xué)研

4、究意義 一、海洋與人類生存環(huán)境關(guān)系密 切 二、海洋蘊藏著豐富的資源 第三節(jié) 海洋學(xué)研究方法 一、直接觀測 二、實驗和數(shù)值模擬 三、理論研究 第四節(jié) 海洋學(xué)研究發(fā)展史 了解海洋科學(xué)的研究內(nèi) 容、研究方法、本學(xué)科研究 發(fā)展歷史過程，激發(fā)學(xué)生探 索海洋、研究海洋的熱情， 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性。 多媒體教學(xué)。 采用彩色圖片、歷史 人物等學(xué)生熟知的歷 史事件及比較感興趣 的現(xiàn)象，引入海洋科 學(xué)的研究內(nèi)容、方法、 意義。 2 2 一、早期研究（19 世紀(jì)前） 二、海洋科學(xué)研究開始 三、全面認(rèn)識和近期高速發(fā)展 四、國際研究計劃、研究前景規(guī) 劃 五、中國海洋科學(xué)發(fā)展 第二章 地球概觀 第一節(jié) 宇宙中的地球和地球

5、的運動 一、宇宙中的地球 二、地球的運動 第二節(jié) 地球概觀 一、地球結(jié)構(gòu) 二、海陸分布特點 第三節(jié) 構(gòu)造學(xué)說 一、大陸漂移說 二、海底擴張說 三、板塊構(gòu)造說 第四節(jié) 海水來源 一、水的來源 二、鹽分的來源 第五節(jié) 海洋的劃分 一、海和洋的定義及水文特征 二、洋的劃分和海的分類 第六節(jié) 海面地形 第七節(jié) 海底地形 一、大陸邊緣 二、洋中脊 三、洋盆 第八節(jié) 各大洋及中國海形態(tài) 一、太平洋 二、大西洋 三、印度洋 四、北冰洋 五、南大洋 六、中國海 了解地球的宇宙環(huán)境， 準(zhǔn)確的認(rèn)識地球在宇宙中的 特殊地位及其運動狀態(tài)。清 楚地球的形狀和它的內(nèi)、外 圈層結(jié)構(gòu)。熟悉海面、海底 的地貌形態(tài)和海洋形態(tài)特征

6、。 了解地球構(gòu)造學(xué)說。 重點：地球在宇宙中地 位、構(gòu)造學(xué)說、海洋的特征、 海底形態(tài)特征。 多媒體教學(xué)。 4 第三章 海水的物理性質(zhì) 第一節(jié) 海水的組成 一、海水的組成 二、海水組成恒定性原理 第二節(jié) 海水的物理性質(zhì) 一、淡水 二、海水熱力學(xué)性質(zhì) 三、海水的其他物理性質(zhì) 第三節(jié) 海水的溫度、鹽度、密度概念 一、溫度 二、鹽度 三、密度 四、海水狀態(tài)方程 第四節(jié) 海冰 一、海冰的形成 二、海冰分類 了解海水的組成，熟知 海水的一些熱力學(xué)性質(zhì)及海 水的溫、鹽、密度的概念。 了解海水狀態(tài)方程的含義， 認(rèn)識海冰與氣候系統(tǒng)的關(guān)系。 通過本章的學(xué)習(xí)，為進(jìn)一步 學(xué)習(xí)其他海洋知識做準(zhǔn)備。 重點：海水的熱容、蒸

7、發(fā)潛熱、位溫概念和特性， 海冰與海洋狀況關(guān)系。 難點：海水的鹽度、密 度、海水狀態(tài)方程概念 多媒體教學(xué)。 4 3 三、海冰的時空分布 四、海冰的物理性質(zhì) 五、海冰與海況 六、海冰與氣候 七、海冰的危害 第四章 海洋中的熱收支和水平衡 第一節(jié) 海洋中的熱收支 （一）海面熱收支 一、太陽輻射 Qs 二、海面有效回輻射 Qb 三、蒸發(fā)潛熱 Qe 四、感熱交換 Qh 五、世界大洋海面年平均熱收支隨 緯度變化 （二）海洋內(nèi)部熱交換 一、鉛直方向上的熱輸運 Qz 二、水平方向熱輸送 QA 三、海洋中全熱量平衡 第二節(jié) 海洋中的水平衡 一、影響因子 二、水平衡方程 三、水平衡對鹽度的影響 充分認(rèn)識太陽輻射對

8、海 洋的重要性，讓學(xué)生從地球 系統(tǒng)的角度掌握海洋熱收支 和水平衡，了解具體過程.為 以后海洋科學(xué)的學(xué)習(xí)中，做 到從大處著眼，小處著手， 以宏觀帶動微觀，提高學(xué)習(xí) 的效率打好基礎(chǔ)。 重點：影響海面熱收支 的因素；海洋表面輻射平衡 熱盈余的物理意義；影響或 控制海面蒸發(fā)的條件和因素. 難點：海面蒸發(fā)的條件 和影響因素. 以課堂講授為主，利 用多媒體展示圖片， 并注意結(jié)合實際生活 中的例子進(jìn)行講授， 提高學(xué)習(xí)的趣味性。 注意前后知識的連貫 性和呼應(yīng)，提煉知識 的主線，給學(xué)生一個 比較清晰的圖像，使 所學(xué)的知識扎實、牢 固。 4 第五章 大洋及中國海的溫度、鹽度、 密度的分布及變化 第一節(jié) 大洋溫度的

9、分布及變化 一、水平分布 二、垂直分布 三、水溫的變化 第二節(jié) 大洋鹽度的分布及變化 一、水平分布 二、垂直分布 三、鹽度的變化 第三節(jié) 大洋密度的分布及變化 一、水平分布 二、垂直分布 三、密度的變化 第四節(jié) 中國海溫鹽分布及變化 第五節(jié) 海水溫度、鹽度、密度的觀測 從整體上對世界大洋和 中國海的溫度、鹽度和密度 的分布和變化有一個總體的 認(rèn)識，掌握造成這些物理量 分布和變化的原因，了解目 前已有的溫、鹽、密度的觀 測手段和方法。 重點或難點：海水的層 化現(xiàn)象和層結(jié)穩(wěn)定性；溫、 鹽、密的分布特征及影響因 素；海洋溫躍層概念 以課堂講授為主， 運用多媒體教學(xué)手段， 盡量展示一些圖表， 同時結(jié)合

10、實際例子， 給學(xué)生一些生動直觀 的圖像。鼓勵學(xué)生提 出問題和見解，展開 課堂討論，增加教學(xué) 的參與性和趣味性。 6 第六章 大氣環(huán)流 第一節(jié) 大氣垂直結(jié)構(gòu)與氣象要素 一、地球大氣的平均狀態(tài) 二、地球大氣的鉛直分層 三、氣象要素：溫、壓、濕、風(fēng) 第二節(jié) 大氣環(huán)流 一、氣壓帶和風(fēng)帶 二、季風(fēng)環(huán)流 第三節(jié) 主要天氣系統(tǒng) 一、低緯度系統(tǒng) 二、中高緯度系統(tǒng) 三、中小尺度天氣系統(tǒng) 四、區(qū)域性天氣系統(tǒng) 第四節(jié) 中國海的氣候特征 大氣是海洋的上界面， 與海洋間時刻進(jìn)行著能量、 物質(zhì)及動量的傳遞和交換， 對海水的運動和狀態(tài)影響顯 著。如大氣環(huán)流運動，直接 影響海洋上層環(huán)流的結(jié)構(gòu)及 變化。闡述海面上的各種典 型天

11、氣系統(tǒng)運動特征。為今 后研究和認(rèn)識其引起的海洋 現(xiàn)象打下良好基礎(chǔ)。 重點或難點：地球上氣壓帶 和風(fēng)帶及季風(fēng)環(huán)流的特征和 采用圖示的方法，對 其生成過程、結(jié)構(gòu)等 簡單分解，便于學(xué)生 理解和掌握。另外通 過一些實測的熱帶氣 旋的衛(wèi)星資料圖片及 氣旋爆發(fā)時海洋狀態(tài) 的照片，以及對當(dāng)?shù)?有影響的風(fēng)暴過程的 實例，介紹熱帶氣旋 規(guī)模和危害。 4 4 一、 天氣特征 二、 氣候分布 三、 寒潮 四、 臺風(fēng)、南風(fēng)、北風(fēng) 分布，熱帶氣旋、溫帶氣旋 既是本節(jié)的重點亦是難點。 制圖練習(xí) 通過繪制各種水文要素 分布圖，了解和掌握對觀測 數(shù)據(jù)處理、分析的方法，進(jìn) 而研究、認(rèn)識海洋，培養(yǎng)實 際工作技能和良好的從事科 學(xué)

12、研究工作的態(tài)度。 課堂講授、指導(dǎo)，課 下完成。作業(yè)講評。 6 第七章 海洋環(huán)流與水團 第一節(jié) 概述 一、定義及分類 二、影響和產(chǎn)生海流的力 第二節(jié) 海流成因 一、風(fēng)生：風(fēng)海流 二、密度差異引起 第三節(jié) 地轉(zhuǎn)流 一、地轉(zhuǎn)流定義 二、地轉(zhuǎn)流特點 第四節(jié) 風(fēng)海流 一、無限深海風(fēng)海流 二、淺海風(fēng)海流 三、風(fēng)海流體積輸運 四、風(fēng)海流的附效應(yīng) 第五節(jié) 慣性流 一、定義 二、水質(zhì)點運動軌跡 第六節(jié) 大洋環(huán)流及水團結(jié)構(gòu) （一）大洋環(huán)流的成因 一、風(fēng)生大洋環(huán)流 二、熱鹽環(huán)流 （二）海洋表層環(huán)流的地理分布 一、副熱帶海區(qū)反氣旋式環(huán)流 二、氣旋式環(huán)流 （三）大洋表層環(huán)流各流系的特征 一、赤道流系 二、西邊界流 三、

13、西風(fēng)漂流 四、東邊界流 East 五、亞北極海流 North 六、極地環(huán)流 七、副熱帶輻聚區(qū) 八、世界大洋上層鉛直向環(huán)流 （四）大洋水團及表層以下環(huán)流 一、大洋表層以下的環(huán)流 二、水團的定義和分析方法 三、大洋水團 第七節(jié) 中國海環(huán)流 一、東中國海環(huán)流 二、黑潮分支與主要作用 第八節(jié) 海流的觀測、研究及應(yīng)用 掌握海流、環(huán)流及水團 的相關(guān)概念、形成原因，掌 握地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流的概念及 其特征，水體輸運的主要特 征；上升流和下降流的概念 及其流區(qū)主要特征。掌握全 球海洋環(huán)流結(jié)構(gòu)和水團結(jié)構(gòu)。 熟悉西向強化現(xiàn)象，了解其 出現(xiàn)西向強化現(xiàn)象的主要原 因。了解各流系的主要特征、 大洋各水團的來源及主要特 點。

14、通過本章學(xué)習(xí)，有助于 了解海洋環(huán)流對全球氣候系 統(tǒng)的影響。 教學(xué)重點: 1、海洋環(huán)流空間分布狀 態(tài)，大洋水團結(jié)構(gòu) 2、準(zhǔn)地轉(zhuǎn)、準(zhǔn)靜力、準(zhǔn) 定常三個概念。 難點：地轉(zhuǎn)平衡 圖文并茂講解。 采用形象的模型、圖 示等手段，形象生動 描述流動的特征；采 用動畫、錄像等多媒 體資料展示運動形態(tài) 特征。 通過實測資料、文獻(xiàn) 資料、衛(wèi)星資料反演 結(jié)果、數(shù)值計算結(jié)果 和數(shù)據(jù)同化等分析結(jié) 果，了解全球環(huán)流、 水團的結(jié)構(gòu)、特征及 變化。 通過學(xué)生對浮冰、冰 山的移動，輪船和木 板的漂流等的討論， 深入體會風(fēng)海流的流 動和水體輸運特征 12 5 一、觀測手段 二、研究方法 三、應(yīng)用 第八章 海洋中的波動 第一節(jié) 概

15、述 一、波浪要素 二、波浪類型 第二節(jié) 小振幅重力波 一、 波形傳播與水質(zhì)點的運動 二、 波動能量 三、 波動疊加 第三節(jié) 有限振幅波 第四節(jié) 風(fēng)浪和涌浪 一、風(fēng)浪和涌浪 二、淺海和近岸海浪 第五節(jié) 海洋內(nèi)波 一、 界面內(nèi)波 二、 密度連續(xù)變化海洋中的內(nèi)波 第六節(jié) 開爾文波與羅斯貝波 一、開爾文波 二、羅斯貝波 第七節(jié) 海浪的觀測、研究及應(yīng)用 了解海洋中的波動現(xiàn)象 是海水的基本運動形式之一。 從海面到海底處處都可能出 現(xiàn)波動。 從簡單波動的討論入手， 以小振幅波為重點，討論波 動特征及疊加效果。熟悉內(nèi) 波的特性、了解長周期波 （凱爾文波和羅斯貝波）的 特性。掌握風(fēng)浪、涌浪概念、 傳播特性；傳到

16、淺海和近海 情況。 采用圖文、動畫等手 段講解風(fēng)浪成長過程 及其傳播特性，結(jié)合 實際常見的海洋現(xiàn)象 對比講解，提高認(rèn)識 深度。間接引進(jìn)海洋 科學(xué)問題的分析方法 和研究方法，形成良 好的思維習(xí)慣。結(jié)合 海洋工程上的應(yīng)用， 提高學(xué)習(xí)的興趣，擴 大授課效果。 結(jié)合俗語“風(fēng)大浪高、 無風(fēng)不起浪、無風(fēng)三 尺浪”了解風(fēng)浪、涌 浪的特性 8 第九章 潮汐及風(fēng)暴潮 第一節(jié) 概述 一、定義 二、研究意義 三、基本要素 四、潮汐分類 第二節(jié) 與潮汐現(xiàn)象有關(guān)的天文知識 一、天球 二、時間單位 第三節(jié) 引潮力 一、萬有引力 二、慣性離心力 三、引潮力 四、引潮力討論 第四節(jié) 潮汐理論 一、平衡潮理論 二、潮汐動力理論

17、 第五節(jié) 中國海潮汐 第六節(jié) 風(fēng)暴潮 一、定義 二、分類 三、風(fēng)暴潮預(yù)報 第七節(jié) 潮汐的觀測、預(yù)報方法及應(yīng) 用 建立潮汐是海水基本運 動形式之一的概念，了解潮汐 的一些基本要素；掌握用來解 釋潮汐現(xiàn)象的平衡潮理論和潮 汐動力理論的基本思想；能夠 運用潮汐理論定性解釋一些常 見的潮汐現(xiàn)象，認(rèn)識潮汐運動 的一些基本規(guī)律。 掌握風(fēng)暴潮的概念和特 性，了解潮汐和風(fēng)暴潮的預(yù)報 方法；掌握從潮位曲線中分離 風(fēng)暴潮和潮汐的方法；了解潮 汐的觀測手段。 重點或難點：引潮力的 概念，平衡潮理論的基本思想 及分潮的概念。 采用圖示、動畫等方 法，描述平衡潮理論、 潮汐動力理論的基本 思想，了解潮汐類型、 潮汐不等

18、現(xiàn)象。 啟發(fā)學(xué)生用淺顯的語 言描述潮汐現(xiàn)象。 8 第十章 海水的混合和海洋細(xì)結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 海水混合 一、混合概念、形式 二、混合效應(yīng)及影響因素 三、混合增密效應(yīng) 四、水團之間混合 了解海水混合的主要形 式及不同海域混合的主要過 程；熟悉混合增密效應(yīng)；細(xì) 結(jié)構(gòu)的概念、類型及內(nèi)波與 細(xì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 重點或難點：海水混合形式 課堂講授為主。輔助 于圖片講解 2 6 第二節(jié) 海洋熱鹽細(xì)結(jié)構(gòu) 和主要混合過程；混合效應(yīng)； 雙擴散對流概念和過程 第十一章 海洋大氣相互作用 第一節(jié) 氣候系統(tǒng) 一、氣候系統(tǒng) 二、海洋在氣候系統(tǒng)中的地位 第二節(jié) 海洋大氣相互作用 一、海洋與大氣相互作用的基本特 征 二、ENSO

19、了解海洋在氣候系統(tǒng)中 的地位及其海洋與大氣相互 作用的基本特征。了解全球 性的海氣相互作用事例 ENSO。 重點或難點：海氣相互作 用的基本特征、氣候系統(tǒng)的 概念 課堂講授為主。輔助 于圖片講解。 4 第十二章 海洋中的聲傳播和光現(xiàn)象 第一節(jié) 聲波在海洋中的傳播 一、研究意義 二、聲波知識 三、聲波在水中傳播的速度 四、海洋聲學(xué)特性 五、聲波在海洋中的傳播 六、海洋噪聲 第二節(jié) 海洋中的光現(xiàn)象 一、研究意義 二、海水的光學(xué)特性 三、透明度和水色 四、光與海洋生物 了解海洋研究中聲、光 的作用和地位，掌握海水中 聲波傳播的規(guī)律及主要影響 因素，掌握一些主要的海洋 聲學(xué)現(xiàn)象。了解一些主要的 海洋光

20、學(xué)現(xiàn)象、基本的海洋 光學(xué)性質(zhì)及它們的分布規(guī)律 重點或難點：海水中聲 波的傳播規(guī)律及影響因素。 海水中光的傳播特性，水色、 海色和透明度的概念。 結(jié)合潛艇、深潛器、 遙感技術(shù)等在海洋中 的應(yīng)用，了解海洋中 聲傳播及光現(xiàn)象的特 征。 課堂講授為主。輔助 于圖片講解。 4 合計 68 學(xué)習(xí)參考書（注明編者，出版社，出版時間及版次）： 海洋學(xué) ，楊殿榮主編，高等教育出版社，1986； 海洋科學(xué)概論 ，陳宗庸等，青島海洋大學(xué)出版社，1992； 各種外文版教材，如： 作者 教材名稱 出版社 出版時間 Paul R. Pinet Invitation to Oceanography JONES AND BA

21、RTLETT PUBISHERS 2000 Paul R. Pinet Invitation to Oceanography JONES AND BARTLETT PUBISHERS 1998 Paul R. Pinet Oceanography An Introduction to the planet Oceanus West Publishing Company 1992 Richard A. Davis Oceanography Wm. C. Publishers 1991 Open University Ocean circultaion Jointly pubilished by

22、the Open University, Walton Hall, etc. 2001 7 8 流體力學(xué) 開課院系：海洋環(huán)境學(xué)院 課程編號：070702101203 課程英文名稱：Fluid Mechanics 課程總學(xué)時：85 總學(xué)分：5 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時： 學(xué)分： 推薦使用教材：流體動力學(xué) 編者：李心銘 出版社：青島海洋大學(xué)出版社 出版時間及版次： 1997 年 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求： 使學(xué)生系統(tǒng)掌握流體運動的一般規(guī)律及其有關(guān)的基本概念，基本理論，基本計算方法和基 本實驗技能，為以后的專業(yè)知識的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。 考試形式：閉卷考試 授課內(nèi)容（細(xì)化到章、節(jié)、 目） 教學(xué)目標(biāo) 授課模式（

23、指傳統(tǒng)講授、討 論、多媒體教學(xué)等） 學(xué) 時分 配 第一章 流體運動學(xué) 講課 16 11 連續(xù)介質(zhì)假定； 講課 12 描述流體運動的兩種方法 講課 13 實質(zhì)微商和流體質(zhì)點加速度 講課 131 直角坐標(biāo)下流體質(zhì)點加速度 講課 132 球，柱坐標(biāo)下流體質(zhì)點加速度 講課 14 流線和軌跡 講課 141 流線 講課 142 軌跡 講課 15 連續(xù)方程 講課 151 Euler 觀點 講課 152 Lagrange 觀點 講課 15. 3 球，柱坐標(biāo)下連續(xù)方程 講課 16 變形運動學(xué) 講課 161 Helmholtz 速度分解定理 講課 162 流體微團自轉(zhuǎn)角速度 講課 163 變形速度 講課 164

24、變形二次曲面 講課 9 17 有旋運動 講課 171 渦度 講課 172 渦線，渦管，渦面 講課 173 Helmholtz 運動學(xué)渦旋定理 講課 174 環(huán)流和渦度 講課 175 球，柱坐標(biāo)下渦度 講課 18 無旋運動 講課 181 速度勢 講課 182 單連通區(qū)和多連通區(qū) 講課 183 單值速度勢和多值速度勢 講課 184 不可壓流體的無旋運動 講課 第二章 流體運動的基本方程 講課 20 21 作用在流體上的力 講課 211 體積力 講課 212 表面力 講課 22 應(yīng)力 講課 221 應(yīng)力分析 講課 222 主應(yīng)力和主方向 講課 223 應(yīng)力張量概念 講課 224 靜止流體中的應(yīng)力張量

25、 講課 23 本構(gòu)關(guān)系 講課 231 運動流體中的壓強 講課 232 主應(yīng)力和主變形的關(guān)系 講課 233 應(yīng)力和變形的關(guān)系 講課 24 流體運動的基本方程 講課 241 以應(yīng)力表示的動力學(xué)方程 講課 242 Navier-Stokes 方程 講課 243 能量耗散 講課 25 速度和應(yīng)力的邊界條件 講課 251 運動學(xué)邊界條件 講課 252 物理邊界條件 講課 26 環(huán)流變化定理 講課 261 環(huán)流定理 講課 262 壓強梯度力對環(huán)流的影響 講課 263 粘性力對環(huán)流的影響 講課 10 264 Kelvin 環(huán)流定理和 Helmholtz 渦旋第二定理 講課 27 渦度方程 講課 第三章 理想

26、流體動力學(xué) 講課 18 31 理想流體和 Euler 方程 講課 311 理想流體中的應(yīng)力 講課 312 理想流體運動方程 講課 313 Euler 方程另一種形式 講課 32 系統(tǒng)和控制體積 Renolds 輸運定 理 講課 33 質(zhì)量守恒和能量守恒律 講課 331 質(zhì)量守恒 講課 332 能量守恒律 講課 34 動量和動量矩定理 講課 341 動量定理 講課 342 動量矩定理 講課 35 定常正壓運動中的 Bernoulli 方 程 講課 36 無旋運動中的 Bernoulli 方程 （Lagrange 積分） 講課 37 流體的力學(xué)平衡 講課 371 平衡方程 講課 372 流體平衡狀

27、態(tài)實例 講課 第四章 不可壓理想流體無旋運動 講課 14 41 流函數(shù) 講課 411 Lagrange 流函數(shù) 講課 412 Stokes 流函數(shù) 講課 413 不可壓理想流體平面無旋運動的 流函數(shù) 講課 42 不可壓理想流體平面無旋運動的 復(fù)位勢 講課 43 基本流動 講課 44 繞圓柱的無環(huán)流和有環(huán)流流動 講課 441 繞圓柱的無環(huán)流流動 講課 11 442 繞圓柱的有環(huán)流流動 講課 45 象的方法 講課 451 平面邊界 講課 452 圓柱邊界 講課 46 不可壓理想流體平面無旋運動動 力學(xué) 講課 461 Blasius 定理 講課 462 Joukowski 定理 講課 463 合力矩

28、公式 講課 47 渦的感生運動 講課 第五章 均勻不可壓粘性流體動力學(xué) 講課 12 51 平面 Couette 流和平面 Poiseuilli 流 講課 52 不可壓粘性流體在無限長柱形管 道內(nèi)的定常流動 講課 53 同心旋轉(zhuǎn)圓柱間的定常運動 講課 54 球在粘性流體中的運動問題（小 Renolds 數(shù)） 講課 55 渦旋的擴散規(guī)律 講課 56 動力相似定律 講課 561 流動相似定義 講課 562 流動相似的條件 講課 563 Renolds 數(shù)的意義 講課 57 量綱分析 講課 571 量綱分析基本思想 講課 572 實例 講課 第六章 邊界層理論 講課 6 61 Prandtl 邊界層微

29、分方程 講課 611 邊界層理論基本思想 講課 612 Prandtl 邊界層微分方程 講課 62 邊界層微分方程的積分 講課 621 哥路別夫方法 講課 622 卡門和列賓森積分方程 講課 623 附加邊界條件 講課 63 積分方程的應(yīng)用 講課 12 631 平板繞流 講課 632 曲線邊界 講課 第七章 湍流 講課 4 71 湍流平均運動方程 講課 711 平均運動和脈動運動 講課 712 平均運動方程 講課 72 混合長理論 講課 學(xué)習(xí)參考書（注明編者，出版社，出版時間及版次）： 吳望一， 流體力學(xué) ，北京大學(xué)出版社，1980 年。 13 流體力學(xué)實驗 開課院系：海洋環(huán)境學(xué)院 課程編號：

30、070702102205 課程英文名稱：Experiments of Fluid Mechanics 課程總學(xué)時： 51 總學(xué)分：2 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時：34 學(xué)分：1 推薦使用教材：自編 編者：流體力學(xué)實驗室 出版社： 出版時間及版次： 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求： 培養(yǎng)學(xué)生的流體力學(xué)實驗?zāi)芰?，掌握靜態(tài)流動參數(shù)測試方法，更好地掌握基本的觀測方 法、儀器使用和數(shù)據(jù)分析方法，培養(yǎng)學(xué)生實驗研究的興趣和動手能力。 。 基本要求：實驗前預(yù)習(xí)；實驗時仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，認(rèn)真讀取實驗數(shù)據(jù)；獨立完成實驗報告； 掌握流體力學(xué)理論實驗技能。 考試形式：實驗操作和實驗報告 授課內(nèi)容（細(xì)化到章、節(jié)、目） 教學(xué)目標(biāo) 授課模式

31、（指傳統(tǒng)講授、 討論、多媒體教學(xué)等） 學(xué)時分配 第一講：流動顯示 介紹染色法、電化學(xué)法、氫泡 法、空氣泡和煙線法等常用的 流動顯示方法的工作原理，以 及流動顯示方法在教學(xué)、科研 和工程上的應(yīng)用。 使學(xué)生了解常用的流動顯示方 法的工作原理，以及流動顯示 方法在教學(xué)、科研和工程上的 應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的興趣。 傳統(tǒng)講授 1 實驗 1：流動顯示實驗（演示 實驗） 用空氣泡法和煙線法演示管道 流動和繞流平板、圓柱、機翼 等物體的流態(tài)；通過對大量的 流動現(xiàn)象的觀察和比較，對流 體力學(xué)某些基本概念（理想流 體和粘性流體，層流和湍流， 附面層，流動分離，流線體和 鈍體等）獲得初步的感性認(rèn)識 觀察（基礎(chǔ)性） 2

32、第二講 流體力學(xué)基礎(chǔ)知識 流體力學(xué)的研究對象、應(yīng)用范 圍和研究方法 流體力學(xué)的基本概念：流體性 了解流體力學(xué)的研究對象、應(yīng) 用范圍和研究方法；加深對流 體力學(xué)的基本概念的認(rèn)識：流 體性質(zhì)與分類，流動分類與描 傳統(tǒng)講授 2 14 質(zhì)與分類，流動分類與描述 流體流動的基本規(guī)律：連續(xù)性 方程，伯努利方程 述；流體流動的基本規(guī)律： 第三講：壓力、速度和流量的 測量 壓力的測量：靜壓和總壓的測 量； 液體式壓力計（微壓計， 多管壓力計， 式壓力計） 和壓力傳感器 速度的測量：風(fēng)速管，熱線風(fēng) 速儀 流量的測量：秤量法和容積法， 各類流量計, 文丘利流量計的 標(biāo)定 掌握壓力、速度、流量的測量 方法 傳統(tǒng)講授

33、 2 第四講 量綱分析方法與 定 理 物理方程量綱一致性原則；瑞 利法； 定理 掌握量綱分析方法與 定理傳統(tǒng)講授 2 第五講 管道流動 實際流體總流的動量方程以及 動量方程的驗證 實際流體總流的能量方程以及 能量方程的驗證 掌握流體總流的動量方程和實 際流體總流的能量方程 傳統(tǒng)講授 1 實驗 2：動量定律實驗 驗證不可壓縮流體恒定流的動 量方程；通過對動量與流速、 流量、出射角度、動量矩等因 素間相關(guān)性的分析研討，進(jìn)一 步掌握流體動力學(xué)的動量守恒 定理；了解活塞式動量定律實 驗儀原理、構(gòu)造，進(jìn)一步啟發(fā) 與培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力。 實驗操作（基礎(chǔ)性） 2 實驗 3：伯努力方程實驗 驗證流體恒定總流

34、的能量方程； 掌握流速、流量、壓強等動水 力學(xué)水力要素的實驗量測技能。 實驗操作（基礎(chǔ)性） 3 實驗 4：能量轉(zhuǎn)化實驗 了解能量守恒定律，通過對動 實驗操作（基礎(chǔ)性） 3 15 水力學(xué)現(xiàn)象的實驗分析研討， 進(jìn)一步掌握有壓管流中動水力 學(xué)的能量轉(zhuǎn)換特性； 第六講：流動阻力分類：沿程 阻力和局部阻力 了解流動阻力的分類，掌握沿 程阻力和局部阻力的特點 傳統(tǒng)講授 2 實驗 5：沿程阻力系數(shù)測量實 驗 掌握測定管流沿程水頭損失系 數(shù)的方法，分析圓管層流和紊 流的沿程損失與平均流速定量 關(guān)系，測定不同直徑、不同當(dāng) 量粗糙度實驗管道的沿程阻力 系數(shù)。 實驗操作（基礎(chǔ)性） 2 實驗 6：局部阻力系數(shù)測量實

35、驗 掌握測定管道局部水頭損失系 數(shù)的方法，實測各種局部水頭 損失系數(shù)值，并與理論公式或 經(jīng)驗公式計算值相比較 實驗操作（基礎(chǔ)性） 2 第七講：圓管流動狀態(tài)：層流、 湍流和雷諾判據(jù) 了解圓管流動狀態(tài)，掌握上下 臨界雷諾數(shù)的判定 傳統(tǒng)講授 1 實驗 7：雷諾實驗 觀察層流、紊流的流態(tài)及其轉(zhuǎn) 換特征；測定臨界雷諾數(shù)，掌 握圓管流態(tài)判別準(zhǔn)則；學(xué)習(xí)古 典流體力學(xué)中應(yīng)用無量綱參數(shù) 進(jìn)行實驗研究的方法，并了解 其實用意義。 實驗操作（基礎(chǔ)性） 2 第八講 邊界層及繞流 理想流體繞流圓柱，粘性流體 繞流圓柱 物體表面壓力分布的測量意義、 測量方法及表示方法 了解邊界層的存在以及邊界層 厚度的測量方法。 傳統(tǒng)講

36、授 1 實驗 8：圓柱繞流表面壓力分 布實驗 用多管壓力計測量繞流圓柱體 表面壓強分布，繪制壓力分布 圖，并計算阻力系數(shù) 實驗操作（綜合性） 2 實驗 9：平板邊界層速度剖面 測量 學(xué)習(xí)測量固體邊界層的方法； 通過實測結(jié)果，驗證邊界層的 存在，并加深有關(guān)概念的理解。 實驗操作（綜合性） 2 第九講：水電比擬 了解水電比擬的原理和方法 傳統(tǒng)講授 1 16 電場和流場基本方程的相似性 和模擬條件 實驗 10：水電比擬實驗 掌握應(yīng)用水電比擬的原理和方 法；應(yīng)用水電比擬測定流場的 等勢線或流線，并繪出等勢線 實驗操作（基礎(chǔ)性） 2 第十講：流體力學(xué)實驗測量儀 器簡介 風(fēng)洞、熱線熱膜風(fēng)速儀、水槽 等 了

37、解并學(xué)會使用部分流體力學(xué) 實驗儀器 傳統(tǒng)講授 2 實驗 11：氣動力學(xué)綜合實驗 利用風(fēng)機和熱線熱膜風(fēng)速儀， 測量風(fēng)速等資料 實驗操作 4 第十一講：水躍 水躍的概念；水躍的基本方程； 水躍的形式 掌握水躍的概念、基本方程及 水躍的形式 傳統(tǒng)講授 2 實驗 12：水躍綜合實驗 檢驗平坡矩形明槽自由水躍共 軛水深理論關(guān)系的合理性，并 測定躍長、檢驗躍長經(jīng)驗公式。 實驗操作（研發(fā)性） 4 選做實驗（題目可自選也可選 自題目庫） 利用所學(xué)流體力學(xué)基本知識， 動手設(shè)計實驗，提高實際動手 能力，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新性研究 實驗操作（研發(fā)性） 4 合計 51 學(xué)習(xí)參考書（注明編者，出版社，出版時間及版次）： 1、

38、基礎(chǔ)流體力學(xué)實驗 楊立清等 北京大學(xué) 2000、4 2、 流體力學(xué)水力學(xué)實驗指導(dǎo)王鳳聰?shù)?青島海洋大學(xué)出版社1995.9 3、 流體力學(xué)實驗 CAI 毛根海等 浙江大學(xué) 17 海洋調(diào)查實習(xí) 開課院系：船舶中心 課程名稱：海洋調(diào)查實習(xí) 課程編號：070702103207 英文名稱：Marine Investigation 推薦使用教材：東方紅 2 船海上實踐教學(xué)指導(dǎo) 編者：東方紅 2 船海上實踐教學(xué)指導(dǎo)編寫組 出版社：中國海洋大學(xué)出版社 出版時間及版次：2006.1 第一版 課程總學(xué)時：2 周 總學(xué)分：2 含實驗或上機或聽力學(xué)時： 學(xué)分： 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求(是否雙語教學(xué))： 海洋調(diào)查實習(xí)是

39、中國海洋大學(xué)涉海專業(yè)必修課程。配合海洋學(xué)理論教學(xué)，基于 海洋調(diào)查基本理論，系統(tǒng)介紹海洋調(diào)查手段和方法，海洋調(diào)查資料由人工處理轉(zhuǎn)向自動化處 理。對當(dāng)今海洋調(diào)查的最新進(jìn)展也給予介紹。 海洋調(diào)查實習(xí)的實踐性很強。在基本的理論授課前提下，主要注重海上實踐的內(nèi)容， 確保學(xué)生學(xué)以致用，提高學(xué)生現(xiàn)場資料獲取及資料分析能力。使用中文單語教學(xué)，不使用雙 語教學(xué)。 科目 章 節(jié) 授課內(nèi)容 授課模式 學(xué) 時 海洋調(diào)查總則 海洋調(diào)查 總則 主要講授海洋調(diào)查規(guī)范要求的一般規(guī)定，包括執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、 術(shù)語、基本程序、質(zhì)量控制等 海洋調(diào)查導(dǎo)航定位的一般規(guī)定 海洋調(diào)查方式的一般規(guī)定 海洋調(diào)查儀器的一般要求 海洋調(diào)查人員的一般要求

40、海洋調(diào)查資料及樣品的一般規(guī)定，包括記錄格式、保存、 驗收 講授 2 2 通 則 水文觀測的一般規(guī)定 講授 1 1 海洋水文要素觀測 第一章 水深測量： 水深測量的一般要求，介紹鋼絲繩測深方法、回升測深 原理與方法 講授 1 實習(xí) 1 2 18 第二章 海流觀測的原理和方法。 著重講授 SLC9-2 直讀海流計的測流原理、結(jié)構(gòu)及使用 方法。簡介其它測流儀器 講授 2 實習(xí) 2 4 第三章 透明度、水色觀測的原理和方法 講授 1 實習(xí) 1 2 第四章 海水溫度觀測原理和方法。著重介紹顛倒溫度表的測溫 原理、結(jié)構(gòu)、觀測方法及資料現(xiàn)場訂正。簡介電測溫度 計和 XBT 測溫 講授 2 實習(xí) 4 6 第五

41、章 海面觀測：海浪、海況、海發(fā)光觀測方法 講授 1 實習(xí) 1 2 第六章 資料的一般處理：垂直分布、斷面分布、平面分布 講授 1 實習(xí) 2 3 通 則 海面氣象觀測的一般要求，包括觀測目的、項目、時間、次數(shù)、次序等的一般規(guī)定 講授 1 1 第一章 云的觀測：簡要講授云的分類與區(qū)別、演變與天氣、云的編碼。結(jié)合中國云圖實際觀測 講授 2 實習(xí) 2 4 第二章 天氣現(xiàn)象觀測：簡要介紹分類，常見天氣現(xiàn)象的產(chǎn)生條件與區(qū)別，觀測方法 講授 1 實習(xí) 1 2 第三章 能見度觀測：白天、夜間能見度概念、觀測判斷方法 講授 1 實習(xí) 1 2 海面氣象要素觀測 第四章 溫度、濕度測量： 玻璃液體溫度表、雙金屬片溫

42、度計的測量原理、方法、 滯后效應(yīng)、誤差。簡介光、電測溫儀 通風(fēng)干濕表的結(jié)構(gòu)、測量原理及觀測方法 濕度查算方法 簡介其它測濕儀器的測濕原理 講授 2 實習(xí) 2 4 19 第五章 氣壓觀測： 氣壓的定義結(jié)合天氣圖簡介天氣預(yù)報的方法 氣壓的測量：空盒氣壓表測壓原理、資料的處理與訂正 （重點） 其它氣壓觀測儀器簡介 講授 1 實習(xí) 2 3 第七章 海面風(fēng)的測量： 風(fēng)的特征。輕便三杯風(fēng)速表測量原理、構(gòu)造、觀測方法 走航測風(fēng)及資料訂正 簡介其它測風(fēng)儀器 講授 1 實習(xí) 2 3 第八章 高空風(fēng)觀測： 簡介高空風(fēng)的探測方法（氣球、經(jīng)緯儀、測風(fēng)雷達(dá)） 簡介高空溫、壓、濕的測量原理和方法，資料的處理， 測量誤差

43、講授 1 1 第九章 現(xiàn)代遙感探測的簡介： 主動式和被動式大氣遙感探測儀器的原理及信號的識別 自動氣象站 講授 1 1 第一章 鹽度的測量： 鹽度的定義： a.原始定義；b.新定義；c.實用定義 測量方法： a.分析化學(xué)（氯度法） ； b.物理化學(xué)（電導(dǎo)、比重、折射率法） ； 介紹 SYC2-2 型電導(dǎo)鹽度計和 SYA2-2 型實驗室用鹽度計 的測量原理、操作方法及測定結(jié)果的處理 講授 2 實習(xí) 2 4 第二章 溶解氧的測量： 溶解氧的定義、測量方法； 介紹溶解氧傳統(tǒng)分析化學(xué)測量方法，展示現(xiàn)代化精密溶 解氧分析測量儀器及使用方法 講授 2 實習(xí) 2 4 第三章 pH 的測定： 1. pH 測量

44、的方法原理 2. 介紹標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液及其配制 3. 介紹酸度計的使用原理、測定步驟及結(jié)果處理 講授 2 實習(xí) 2 4 海洋化學(xué)要素觀測 第四章 總堿度的測定： 1. 總堿度測量的方法原理 2. pH 法測量總堿度的試劑配制 3. 測定方法和結(jié)果處理 講授 1 實習(xí) 1 2 20 第五章 現(xiàn)代化海洋化學(xué)測量儀器簡介 講授 1 1 第一章 海洋生物分布概況，海洋生物調(diào)查的目的、任務(wù)、項目、時間、次數(shù)、次序等的一般規(guī)定 講授 2 2 第二章 介紹海洋浮游生物的形態(tài)、繁殖，浮游植物、浮游動物 的常見種類，配合實物講解調(diào)查的工具和設(shè)備，包括浮 游生物拖網(wǎng)和球蓋式采水器 講授 4 實習(xí) 4 8 第三章 實踐

45、講解底棲生物的分布和常見種類。調(diào)查的工具設(shè)備，如曙光采泥器 講授 2實習(xí) 4 6 海洋生物要素觀測 第四章 現(xiàn)代海洋生物調(diào)查儀器的發(fā)展 講授 2 通 則 海洋地質(zhì)調(diào)查一般要求，包括觀測目的、項目等的一般規(guī)定 講授 1 1 第一章 海底柱狀取樣：講授柱狀取樣的一般方法 1、 重力柱狀取樣器的構(gòu)造、原理及取樣方法 2、 重力活塞柱狀取樣的構(gòu)造、原理及取樣方法 3、 震動活塞柱狀取樣的構(gòu)造、原理及取樣方法 4、 樣品的現(xiàn)場描述及保存方法 講授 2 實習(xí) 2 4 第二章 海底表層取樣： 1、 講授曙光采泥器的構(gòu)造、原理及取樣方法 2、 樣品的現(xiàn)場描述及保存方法 講授 2 實習(xí) 2 4 海洋地質(zhì) 第三章

46、 懸浮體取樣：介紹懸浮體取樣的方法及現(xiàn)場濾定方法 講授 1 實習(xí) 2 3 第一章 當(dāng)前海洋調(diào)查手段和方法的最新進(jìn)展 講授 1 1 現(xiàn)代調(diào)查儀器設(shè)備及調(diào)查方法 第二章 溫、鹽、深探測系統(tǒng)： 1、 介紹溫、鹽、深探測系統(tǒng)的發(fā)展歷史及最新進(jìn)展(國 際、國內(nèi)) 2、 講解 Seabird 911 plus CTD 的測量原理、系統(tǒng)組成、 測量方法 3、 簡介 FICTD、S4 等其它溫、鹽、深探測系統(tǒng) 4、 介紹資料處理的基本原則及要求 5、 現(xiàn)場操作演示 講授 2 操作演示 2 4 21 第三章 海流測量： 1、 講授聲學(xué)多普勒效應(yīng)，聲學(xué)基本知識，聲學(xué)測流的 基本理論 2、 講解 RDI OS-75

47、 船載 ADCP 的系統(tǒng)組成、測量方法、 獲取數(shù)據(jù)的基本情況 3、 簡介其它聲學(xué)測流儀器，比如：安德拉海流計、ADP 等 4、 介紹資料處理的基本原則和要求 5、 現(xiàn)場操作演示 講授 2 操作演示 2 4 第四章 多波束測量： 1、 多波束測量的基本原理及相關(guān)知識 2、 介紹 Seabeam 1050 中水多波束的系統(tǒng)組成、測量方 法、獲取數(shù)據(jù)情況 3、 簡介其它多波束系統(tǒng) 4、 介紹資料處理的基本原則和要求 5、 現(xiàn)場操作演示 講授 2 操作演示 2 4 第五章 淺地層測量： 1、 講授淺底層測量的基本理論知識 2、 介紹 CAP6600 淺地層剖面儀的系統(tǒng)組成、測量方法、 獲取資料情況 3

48、、 簡介其它淺地層剖面儀 4、 介紹資料處理的基本原則和要求 現(xiàn)場操作演示 講授 2 操作演示 2 4 海洋調(diào)查資料處理 第一章 一般規(guī)定： 1、 海洋資料的形式和通用文件結(jié)構(gòu) 2、 海洋調(diào)查資料處理 3、 海洋調(diào)查處理過程中的質(zhì)量控制 4、 海洋調(diào)查的管理和歸檔 講授 1 1 22 第二章 海洋水文、氣象、化學(xué)資料： 1、 海洋水文調(diào)查資料綜合報表 2、 海洋氣象調(diào)查資料綜合報表 3、 海洋化學(xué)調(diào)查資料綜合報表 4、 海洋水文、氣象、化學(xué)資料處理的有關(guān)公式、方法 和圖件 講授 1 1 第三章 海洋生物資料 講授 1 1 第四章 海洋地質(zhì)資料 講授 1 1 考 核 考 核 編寫實習(xí)報告： 以現(xiàn)

49、場指導(dǎo)為主，利用獲取的資料或歷史資料，撰寫實 驗報告，培養(yǎng)學(xué)生對獲取資料的應(yīng)用及理論與實踐結(jié)合 的能力，發(fā)現(xiàn)或認(rèn)知海洋的能力。 現(xiàn)場指導(dǎo) 4 4 合計 111 注：授課模式指傳統(tǒng)講授、討論、多媒體教學(xué)等 學(xué)習(xí)參考書（編者，出版社，出版時間及版次）： 1 海洋調(diào)查規(guī)范國家海洋局，1975 年和 1991 年 2 海濱觀測規(guī)范 ，國家海洋局，科學(xué)出版社，1987 年 3 海洋調(diào)查方法侍茂崇等 中國海洋大學(xué)出版社，2000 年 4 中國云圖 ，氣象出版社，1984 年 5 大氣物理學(xué) ，王衍明，青島海洋大學(xué)出版社，1993 年 6 大氣物理學(xué) ，曹文俊，氣象出版社，1993 年 7 大氣探測原理 ，

50、趙柏林等，氣象出版社，1987 年 8 海洋調(diào)查儀器使用手冊 ，國家海洋局海洋技術(shù)研究所編，海洋出版社， 2001 年 9 海洋科學(xué)導(dǎo)論 ，馮士筰等，高等教育出版社，1999 年 10 A SHORT HISTORY OF CHEMISTRY ，James Riddick Partington，1957 年 11 分析化學(xué) ，武漢大學(xué)主編，高等教育出版社，2000 年 12 中國海洋浮游硅藻類金德祥等，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1965 年 13 中國北部海洋無脊椎動物楊德漸等，高等教育出版社，1996 年 14Seabird 911 plus CTD 技術(shù)手冊 說明書 15RDI 公司（美） ，聲

51、學(xué)多普勒海流剖面儀工作原理 16 多波束勘測原理技術(shù)與方法 李家彪等 海洋出版社 1999 年 17多波束操作手冊 18CAP6600 淺地層剖面儀操作手冊 23 理論力學(xué) 開課院系：海洋環(huán)境學(xué)院海洋系 課程編號：070702101313 課程英文名稱：Theoretical Mechanics 課程總學(xué)時：51 總學(xué)分：3 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時： 學(xué)分： 推薦使用教材：理論力學(xué)教程 編者：周衍柏 出版社：高等教育出版社 出版時間及版次： 1986 第二版 課程教學(xué)目標(biāo)： 通過本課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生把簡單的實際問題抽象為力學(xué)模型的能力； 學(xué)會應(yīng)用高等數(shù)學(xué)方法來處理物理問題； 掌握有限自由度力

52、學(xué)體系（如質(zhì)點和剛體）機械運動的一般規(guī)律及其研究方法； 為以后學(xué)習(xí)無限自由度的力學(xué)體系問題（如流體力學(xué)等）打下必要的知識和能力基礎(chǔ)。 課程基本要求： 具有將實際問題抽象化，建立合理的理論力學(xué)模型的能力；能夠恰當(dāng)確定研究對象，坐標(biāo)系， 給出受力圖，并正確運用給定條件分析受力平衡問題。 能運用合適方法描述質(zhì)點和剛體的基本運動；熟練計算速度、加速度和角速度；能對一般形 式的運動進(jìn)行分析。 掌握質(zhì)點和剛體的運動合成與分解的方法；會正確運用合成法求解復(fù)合運動中的速度和加速 度問題，及平面運動中各點的速度和加速度。 正確、清晰地理解物體的力矩、動量、動量矩、動能、勢能、沖量、功等物理概念，并能夠 給出求解

53、計算。 理解和掌握各動力學(xué)基本定理和守恒定律，并能夠根據(jù)實際情況正確選擇和運用動力學(xué)基本 原理求解實際中的簡單理論力學(xué)問題。 了解分析力學(xué)思想，理解虛位移和廣義物理量等概念，了解變分與微分的區(qū)別，了解力學(xué)變 分原理。 掌握虛功原理、拉格朗日方程、哈密頓正則方程和哈密頓原理處理問題的思路及方法。 考試形式： 課后作業(yè)和隨堂測驗占 30，期末閉卷考試占 70。 授課內(nèi)容 教學(xué)目標(biāo) 授課模式 學(xué)時 第一章：質(zhì)點力學(xué) 1.1 運動的描述 1.2 質(zhì)點運動定律及運動微分方程 理解質(zhì)點模型的概念；掌握質(zhì)點運 動的描述方法和各運動參量的獲取； 熟悉且能夠正確運用質(zhì)點動力學(xué)基 傳統(tǒng)講授 結(jié)合多媒 體教學(xué) 14

54、 24 1.3 質(zhì)點動力學(xué)的基本定理及基本守恒律 1.4 有心力 小結(jié)及習(xí)題輔導(dǎo) 本定理及守恒定律；掌握有心力情 況下問題的特點和處理方法。 第二章：質(zhì)點組力學(xué) 2.1 質(zhì)點組的概念和特性 2.2 質(zhì)點組動力學(xué)的基本定理及基本守恒定律 2.3 兩體問題 2.4 變質(zhì)量物體的運動 2.5 碰撞問題 小結(jié)及習(xí)題輔導(dǎo) 熟悉質(zhì)點組運動遵循的各種定理定 律，并能夠利用它們解決實際問題。 尤其是典型問題：兩體問題、碰撞 問題和變質(zhì)量物體運動問題等。 傳統(tǒng)講授 結(jié)合多媒 體教學(xué) 10 第三章：剛體力學(xué) 3.1 剛體概念、剛體運動形式及分類 3.2 剛體靜力學(xué) 3.3 轉(zhuǎn)動中的角量及其與線量的關(guān)系 3.4 剛

55、體運動學(xué) 3.5 剛體動力學(xué)基本概念 3.6 剛體動力學(xué) 3.7 歐勒角及剛體運動的歐勒描述 小結(jié)及習(xí)題輔導(dǎo) 理解剛體模型的概念；掌握剛體運 動的種類、特點和描述方法，熟悉 剛體上某點的運動參量與剛體運動 參量的關(guān)系并能夠互求；能夠確定 典型剛體的一些特征量，如轉(zhuǎn)動慣 量、動量矩、動能等；熟練運用剛 體動力學(xué)方程處理問題，尤其是平 面平行運動和定軸轉(zhuǎn)動。 傳統(tǒng)講授 結(jié)合多媒 體教學(xué) 14 隨堂測驗 考察前三章基本知識的掌握情況 2 第四章：轉(zhuǎn)動參照系 4.1 平面轉(zhuǎn)動參照系;空間轉(zhuǎn)動參照系 4.2 非慣性系動力學(xué) 4.3 地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的影響 小結(jié)及習(xí)題輔導(dǎo) 理解參照系的概念；熟悉各種參照 系

56、并掌握同一運動在不同參照系下 的不同描述和相互轉(zhuǎn)換；正確理解 和考慮地轉(zhuǎn)效應(yīng)。 傳統(tǒng)講授 結(jié)合多媒 體教學(xué) 10 第五章：分析力學(xué) 5.1 約束與廣義坐標(biāo) 5.2 變分 5.3 虛功原理 5.4 拉格朗日方程 5.5 哈密頓正則方程 5.6 哈密頓原理 小結(jié)及習(xí)題輔導(dǎo) 了解分析力學(xué)的思想；了解變分與 微分區(qū)別；熟悉虛位移、虛功、廣 義物理量等基本概念；能夠用虛功 原理、拉格朗日方法、哈密頓原理 理解和解決問題。 傳統(tǒng)講授 結(jié)合多媒 體教學(xué) 18 合計 68 25 學(xué)習(xí)參考書： 1、 理論力學(xué) （第 3 版） ，馬爾契夫著，李俊峰譯，高等教育出版社，2006 年 1 月第 1 版。 2、 理論力

57、學(xué)教程習(xí)題解 ，謝寶田，中國科學(xué)技術(shù)出版社，1991 年 6 月第一版。 3、 理論力學(xué)教程學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書 ，張宏寶，高等教育出版社，2004 年 11 月第一版。 4、 理論力學(xué) （上下） ，蔡泰信、和興鎖，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003 年 8 月第一版。 5、 理論力學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo) ， 程靳、程燕平，高等教育出版社，2003 年 8 月第一版。 26 計算方法 開課院系：數(shù)學(xué)系 課程編號：070702101289 課程英文名稱：Computational Methods 課程總學(xué)時：51 總學(xué)分：3 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時： 學(xué)分： 推薦使用教材：計算方法引論編者：徐萃薇，孫繩武 出版社：高等教育出版社

58、 出版時間及版次：2001 年第 2 版 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求： 這是為非“信息與計算科學(xué)專業(yè)”學(xué)生設(shè)置的計算數(shù)學(xué)入門課程，通過本課程的學(xué)習(xí)， 學(xué)生應(yīng)對數(shù)值計算的基本理論和基本方法有準(zhǔn)確的理解和掌握，并能在計算機上對一些基本 的方法予以實現(xiàn)。 考試形式：閉卷筆試 70%,平時考查 30%。 章 節(jié) 授課內(nèi)容 授課模式 學(xué) 時 第一章 緒論（誤差） 主要內(nèi)容：機器浮點系統(tǒng),舍入誤差分析,數(shù)值 方法評判 原則. 傳統(tǒng)講授 4 第二章 插值法與數(shù)值微分 傳統(tǒng)講授 8 第一節(jié) 代數(shù)插值問題 主要內(nèi)容:插值問題,經(jīng)典代數(shù)插值問題的可解性, 余項估計. 第二節(jié). . . 插值法 主要內(nèi)容:Lagrang

59、e 插值法,差商,Newton 插值法. . . . 第三節(jié). Vandemonde 方程組 主要內(nèi)容:從線形空間角度看插值法,Vandemonde 方程組的求解. . 第四節(jié) 分段線性插值 主要內(nèi)容：分段線性插值函數(shù)的構(gòu)造，余項估計 第五節(jié) 分段三次 Hermite 插值 主要內(nèi)容：兩點三次 Hermite 插值多項式 分段三次 Hermite 插值函數(shù) 余項估計. 27 第六節(jié) 三次樣條插值 主要內(nèi)容：三次樣條插值函數(shù)的構(gòu)造及余項估計 各種插值法的比較 第三章 數(shù)據(jù)擬合法 4 第一節(jié) 最小二乘原理 第二節(jié) 多項式數(shù)據(jù)擬合 第四章 數(shù)值積分法 傳統(tǒng)講授 7 第一節(jié) 研究數(shù)值積分法的意義 主要

60、內(nèi)容：“積不出”的積分舉例； 重積分、曲線積分、曲面積分與定積 分的聯(lián)系 第二節(jié) 一些經(jīng)典求積公式 主要內(nèi)容：Newton-Cotes 積分公式 積分公式的代數(shù)精確度 收斂性與穩(wěn)定性 第三節(jié) 復(fù)化公式 主要內(nèi)容：復(fù)化梯形公式、復(fù)化 Simpson 公式， 收斂性 余項估計 第四節(jié) Romberg 外推技巧 主要內(nèi)容：Romberg 外推技巧；再論兩個復(fù)化積 分公式 第五節(jié) Gauss 型求積公式 主要內(nèi)容：建立 Gauss 型求積公式的基本思想， Gauss 型公式的收斂性及穩(wěn)定性， Gauss 型公式的復(fù)化 Gauss 型積分公式舉例 第五章 求解線性方程組的直接法 傳統(tǒng)講授 4 第一節(jié) 矩

61、陣的 LU 分解 主要內(nèi)容：LU 分解，部分主元 LU 分解 LU 分解的實現(xiàn) 第二節(jié) Cholesky 分解 主要內(nèi)容：對稱正定陣的 Cholesky 分解，LDL 分解T 第六章 求解線性方程組的迭代法 傳統(tǒng)講授 6 28 第一節(jié) 范數(shù)理論 主要內(nèi)容：向量范數(shù)，矩陣范數(shù) 第二節(jié) 單步迭代法 主要內(nèi)容：用矩陣分裂構(gòu)造單步迭代法，收斂性 定理，誤差估計 第三節(jié) 三種迭代法 主要內(nèi)容：Jacobi 迭代，GS 迭代，SOR 迭代 收斂理論 第七章 代數(shù)特征值問題 傳統(tǒng)講授 4 第一節(jié) 冪法原理 主要內(nèi)容：冪法、反冪法的一般原理 第二節(jié) QR 方法 主要內(nèi)容：QR 迭代的一般理論； 上 Hesse

62、nberg 化技巧 位移技巧 第八章 非線性方程求根法 傳統(tǒng)講授 6 第一節(jié) 連續(xù)函數(shù)求根法 主要內(nèi)容：二分法；一步迭代法通論 第二節(jié) Newton 法 主要內(nèi)容：Newton 法的構(gòu)造，局部收斂性 收斂階，割線法 第三節(jié) 方程組的 Newton 法 第九章 常微分方程數(shù)值解法 傳統(tǒng)講授 8 第一節(jié) 初值問題的 Euler 格式 主要內(nèi)容：差分法原理，Euler 格式的各種推導(dǎo) 方法 局部截斷誤差階 第二節(jié) RungeKutta 格式 主要內(nèi)容：以二階為例說明 Runge-Kutta 格式的 建立 四階 Runge-Kutta 格式 第三節(jié) Adams 四階格式 主要內(nèi)容：顯式/隱式四階 Ad

63、ams 格式 預(yù)估校正技巧 第四節(jié) 兩點邊值問題的差分法 29 主要內(nèi)容：直接差分法，打靶法 學(xué)習(xí)參考書（注明編者，出版社，出版時間及版次）： 1、王能超.數(shù)值分析簡明教程 高等教育出版社. 1984 編寫工作小結(jié)： 1、實際講授時可根據(jù)我校理工科不同專業(yè)具體情況適當(dāng)增補取舍。 2、要求學(xué)生用所學(xué)的數(shù)值方法進(jìn)行數(shù)值實驗，這有助于加深對計算方法和理論的理解。 3、目前的計算方法教材有老化現(xiàn)象。 30 大氣物理學(xué) 開課院系：海洋環(huán)境學(xué)院 課程編號：070703101291 課程英文名稱：Atmospheric Physics 課程總學(xué)時： 68 總學(xué)分：4 含實驗或?qū)嵺`學(xué)時： 學(xué)分： 推薦使用教材

64、：大氣物理學(xué) 編者：盛裴軒、毛節(jié)泰等 出版社：北京大學(xué)出版社 出版時間及版次： 2003 年 5 月第一版 課程教學(xué)目標(biāo)與基本要求： 主要講述大氣中有氣象和氣候意義的各種成分的性質(zhì)、大氣的垂直分層、各氣象要素的 定義與計算；輻射的基本概念和基本定律、太陽短波輻射在大氣中的傳輸（包括吸收和散射） 、地球長波輻射在大氣中的傳輸（包括吸收和放射） ；大氣熱力學(xué)的基本概念和基本定律、 各種熱力過程和溫、濕參量；大氣層結(jié)穩(wěn)定度；大氣動力學(xué)、幾種最簡單的平衡運動；云物 理學(xué)等大氣學(xué)科的基礎(chǔ)知識。使氣象和海洋專業(yè)的學(xué)生基本掌握上述各方面基礎(chǔ)知識，為進(jìn) 一步學(xué)習(xí)其它知識打下基礎(chǔ)。 考試形式：筆試，開卷。 授課

65、內(nèi)容（細(xì)化到章、節(jié)、目） 教學(xué)目標(biāo) 授課模式（指傳統(tǒng)講授、 討論、多媒體教學(xué)等） 學(xué)時分 配 第 一 章 大 氣 概 論 第一節(jié) 地球大氣 的起源 第二節(jié) 地球大氣 的成分 第三節(jié) 大氣的垂 直分層 第四節(jié) 大氣氣溶 膠粒子 原始大氣 第二代大氣 現(xiàn)代大氣 85km 以下大氣的主 要成分 幾種氣體的源和匯 對流層 平流層 中層 熱層 氣溶膠粒子的尺度 和空間分布 氣溶膠粒子的源和 匯 氣溶膠粒子的作用 氣溫 掌握大氣的結(jié)構(gòu)，主 要是垂直方向上，大 氣的組成成分，描述 大氣狀態(tài)的參量，為 學(xué)好以后各章打好基 礎(chǔ)。 多媒體教學(xué) 0.5 1 1 0.5 3 31 第五節(jié) 氣象要素 第六節(jié) 干、濕空

66、氣狀態(tài)方程 第七節(jié) 熱力學(xué)圖 表上濕度量的查算 氣壓 風(fēng) 濕度 飽和比濕和實際比 濕 相對濕度 飽和水汽壓和實際 水汽壓 虛溫 1 1 （8） 第 二 章 大 氣 輻 射 學(xué) 第一節(jié) 輻射概述 第二節(jié) 輻射的基 本定律 第三節(jié) 太陽輻射 第四節(jié) 大氣與輻 射相互作 用規(guī)律 第五節(jié) 太陽輻射 在大氣中 的傳輸 第六節(jié) 到達(dá)地面 的太陽輻 射 基本概念 輻射的度量 基爾霍夫定律 普朗克定律 斯蒂芬-波爾茲曼 定律 韋恩位移定律 太陽常數(shù) 大氣上界太陽輻射 氣體吸收輻射的規(guī) 律 氣體散射輻射的規(guī) 律 輻射傳輸基本方程 無云大氣對太陽輻 射的吸收和散射 氣溶膠對太陽輻射 的吸收和散射 云對太陽輻射的吸 收和散射 太陽短波輻射的傳 輸方程 太陽短波輻射的增 溫率 涉及到能量學(xué)的范疇， 是研究氣候系統(tǒng)變化 的一個重要方面。作 為地氣系統(tǒng)的能量收 支的重要組成部分, 掌握大氣中輻射能 (包括太陽輻射以及 地球和大氣的輻射) 的傳輸，其作用，其 量級，氣候平均狀況。 多媒體教學(xué) 2 2 2 3 2 1 2 32 第七節(jié) 地球輻射 及其在大氣中的傳 輸 第八節(jié) 輻射平衡 到達(dá)地面的太陽輻 射 地面對太陽