海洋工程数值计算方法

    随着计算机的日益发展，科学计算已经成为科学实践的重要手段之一。它
在物理化学、工程力学、地球天文、经济管理及社会科学中得到了广泛的应用，
成为不可或缺的重要工具。与此同时，适用于计算机的数值计算方法逐渐成为
理工科专业硕士研究生与本科生的必修课程。目前，国内高校不同专业编写数
值计算方法的专著及教学用书很多。有的偏重于理论，有的偏重于工程。中国
海洋大学工程学院1995年申报设立港口、海岸及近海工程硕士点以来，一直将
“数值计算方法”定为必修课程。作者在讲授此课的同时，注重将从事海洋工程
环境条件随机性分析及其与结构相互作用方面的科研成果融入教学之中。本
书在介绍数值分析理论的基础上，注重与计算机应用的结合，通过海洋工程实
例，培养学生的工程理念，提高解决实际问题的能力。
    本书介绍了数学问题数值求解的常用方法。全书共分13章，主要包括有
效数字与误差的相关概念、求解线性方程组的直接方法与迭代方法、插值、函数
逼近、数值积分、特征值与特征向量、非线性方程求根、常微分方程初值与边值
问题的解法、偏微分方程的差分解法等内容。结合数值计算，对港口工程项目
比选的层次分析、年极值水位的灰色马尔科夫预测、极值波高的长期分布、波浪
浅水变形计算、平直岸线泥沙淤积、海洋油田风浪设计标准、Stokes的5阶波浪
理论计算、导管架平台动力响应分析、模态参数识别、基于局部测量的海洋平台
损伤检测等10个海洋工程典型问题进行了简介。为了帮助部分读者熟悉Mat—
lab软件，还编写了Matlab编程基础一章。本书既有一定的理论分析内容，更
注重编程思路的介绍，对一些实用方法给出了Matlab计算程序。书后附有习
题，以帮助学生巩固和加深对有关内容的理解与掌握。
    本书第l～12，14章以及第13章中的第1～7节由董胜执笔，第13章中的
第8～10节由石湘执笔。全书由董胜统稿、定稿。
    在本书的出版过程中，作者得到中国海洋大学工程学院同事们的鼓励与支
持；大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室李玉成教授与大连理工大学
土木水利学院陈士荫教授在百忙之中审阅了初稿，并提出了宝贵意见；研究生

海洋工程数值计算方法
宁萌、冯春明、付新钰、宁进进、刘伟完成了部分初稿的文字录入、部分例题的编
程绘图工作，在此表示衷心的感谢。在成书过程中，作者参阅了其他学者的论
著，已列入书后的“参考文献”，在此对这些作者一并表示感谢。同时要感谢中
国海洋大学教务处等有关部门对本书编撰工作的大力支持，还要感谢中国海洋
大学出版基金、国家自然科学基金(50579069)和国家863高技术研究发展计划
(2006AA092344)对本书出版的资助。
    本书可作为海洋、海岸、港航、水利、环境、土木等专业硕士研究生及高年级
本科生的教材，亦可作为相关专业科研人员及工程技术人员的参考书。
    随着计算技术的迅速发展，新的数值计算方法不断涌现，由于作者从事该
领域研究的时间短，加之水平有限，书中难免存在不足甚至错误之处，敬请读者
批评指正。
  作者
2007年6月