Ship Hydrostatics and Stability pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Biran, Adrian

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2003-12

价格:$ 119.78

装帧:Pap

isbn号码:9780750649889

丛书系列:

图书标签:

• 船舶水静力学
• 船舶稳性
• 船舶工程
• 海洋工程
• 船舶设计
• 流体力学
• 船舶力学
• 船舶结构
• 船舶安全
• 船舶

经典船舶工程著作：《船舶的浮力、稳性与动力学》 作者： [虚构作者姓名，例如：约翰·史密斯 博士] 出版社： [虚构出版社名称，例如：海事工程技术出版社] 出版日期： [虚构出版日期，例如：2023年秋季] ISBN： [虚构ISBN号] --- 本书概述： 《船舶的浮力、稳性与动力学》是一部面向海洋工程、海军建筑及相关领域高级学生、研究人员和专业工程师的权威性专著。本书聚焦于船舶在水面航行状态下，其静力特性、平衡能力以及在外部载荷作用下的动态响应这一核心议题。本书以严谨的数学推导为基础，结合详实的工程实践案例，系统地阐述了船舶浮性（Hydrostatics）的原理与应用，深入剖析了船舶稳性（Stability）的理论框架，并拓展至船舶在波浪与操纵作用下的基本运动学（Dynamics）。 本书的编写旨在弥补当前市场上部分教材侧重于单一理论分支而缺乏整体系统性视角的不足。我们力求构建一个从基础概念到高级应用的连贯知识体系，确保读者不仅能掌握计算方法，更能深刻理解背后的物理机制和工程意义。 第一部分：船舶浮力学基础与静力分析 (Fundamentals of Ship Buoyancy and Statical Analysis) 本部分奠定了整个论述的基础，详细介绍了船舶与流体相互作用的物理模型。 第一章：流体静力学基础 本章首先回顾了流体力学的基本公理，重点阐述了静水压力分布、阿基米德原理的精确表述及其在复杂几何体上的应用。详细讨论了浮力中心的定义、确定方法及其在不同吃水深度下的变化规律。此外，本章引入了船舶几何描述的关键工具，如型值表（Hydrostatic Tables）的构造原理、积分技术的应用，以及如何利用数值方法高效地计算任意吃水状态下的排水体积、浮心位置和水线面特性。 第二章：船舶几何与水线面特性 本章聚焦于船舶水线面的几何描述。详细分析了水线面面积系数（Area Coefficient）、水线面惯性矩（Moment of Inertia of Waterline Area）的物理意义及其对船舶稳性的决定性影响。章节深入探讨了船舶的倾侧力矩（Heeling Moment）计算方法，包括货物分布、乘客移动和外部风浪引起的力矩估算，为后续的稳性分析提供必要的输入参数。 第三章：浮力曲线与静水力曲线的应用 本章系统地介绍了船舶设计中至关重要的几类浮力曲线：吃水与排水量曲线、浮心垂直位置（BM）曲线、水线面惯性矩曲线等。重点讲解了如何利用这些曲线图解法快速评估船舶在不同载荷方案下的几何与浮力平衡状态，并结合实际案例说明了如何通过曲线变化来预测船舶的首摇或尾吃水的趋势。 第二部分：船舶稳性理论与评估 (Theory and Assessment of Ship Stability) 本部分是本书的核心，深入探讨了船舶抵抗倾覆的能力及其评估标准。 第四章：初稳性理论 (Initial Stability) 本章从平衡条件出发，详细推导了初稳性高度（GM）的数学表达式。重点解析了稳性高度受船体形状、吃水和重心高度（KG）的影响。本章详细论述了垂直重心移动对稳性的负面效应，并引入了稳性校核中的安全裕度概念。对各种常见稳性衡量的误差来源进行了讨论。 第五章：倾侧曲线与二次弯矩 (The Curve of Statical Stability and Second Moment) 本章超越了初稳性范围，全面介绍了静稳性曲线（GZ曲线，或称平衡臂曲线）的构建原理。详细解释了二次弯矩（Second Moment）与倾侧力矩的关系，并阐述了曲线下包围面积代表的功量。本章讨论了曲线的形状特征——特别是失稳角（Angle of Max Stability）和倾覆角（Angle of Capsizing）的工程意义，以及如何通过曲线形状来评估船舶在风压、转向等非对称载荷下的抵抗能力。 第六章：稳性标准、规范与自由液面效应 本章将理论与法规实践相结合。全面回顾了国际海事组织（IMO）的《稳性公约》（Intact Stability Code）的核心要求，包括最小GM值、GZ曲线下的面积要求等。一个关键的章节专门探讨了“自由液面效应”（Free Surface Effect）——液舱内液体晃动对稳性指标的削弱作用。通过精确的流体力学模型，本章提供了计算自由液面惯性矩和等效重心升高的标准方法，并提出了舱室设计和充液管理的工程对策。 第七章：外力作用下的稳性分析 (Stability Under External Influences) 本章分析了外部环境变化对稳性判定的影响，包括： 1. 系柱稳性（Mooring Stability）： 分析系泊状态下，风、流、潮汐共同作用产生的系泊力矩对初稳性和极限稳性的影响。 2. 水下部分受损稳性（Damaged Stability Concepts）： 虽然本书侧重于完整稳性，但本章简要介绍了水下部分进水对浮心和重心位置的灾难性改变，并概述了损伤稳性评估的简化方法（如“平衡法”和“角秒法”的适用范围）。 第三部分：船舶动力学基础与运动响应 (Fundamentals of Ship Dynamics and Motion Response) 本部分将视角从静止或缓慢变化的平衡状态提升到考虑船舶在波浪中运动的动态环境。 第八章：船舶运动的六自由度描述 本章引入了船舶在三维空间中的运动学描述，明确定义了纵荡（Surge）、横荡（Sway）、垂荡（Heave）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）和艏摇（Yaw）这六个自由度。详细解释了刚体动力学在水下部分的应用，并讨论了船舶运动坐标系与大地坐标系之间的转换关系。 第九章：横摇动力学分析 (The Dynamics of Ship Rolling) 横摇是船舶最显著的运动之一。本章采用经典的单自由度系统模型，建立了船舶的等效质量、恢复力矩和阻尼力矩。详细分析了静力恢复力矩与阻尼力矩的非线性特性。特别关注了粘性阻尼和晃荡阻尼的经验公式，并介绍了利用数值积分法求解非线性横摇运动方程的方法。本章还讨论了参数激励引起的共振现象及其对船员舒适度和船体结构的影响。 第十章：流体载荷与船体载荷初步 本章对船舶在波浪中受到的主要流体载荷进行定性分析。讨论了兴波阻力（Wave Making Resistance）的概貌，并引入了静水力与惯性力耦合的初步概念。重点分析了波浪对船舶引起的垂向力和纵摇力矩的特性，为后续更深入的船舶-波浪相互作用理论奠定了基础。 结论与展望： 《船舶的浮力、稳性与动力学》通过对静力平衡、稳性抵抗以及基本运动响应的系统梳理，为读者提供了一套完整、严谨的工具箱，以应对现代船舶设计和运营中对安全性和适航性的挑战。本书的深度和广度使其成为海洋工程领域不可或缺的参考书。 --- 目标读者： 海军建筑、海洋工程、船舶与海洋工程专业本科高年级学生及研究生。 船级社审核工程师、船舶设计院结构与稳性分析师。 海上作业平台（如FPSO、半潜平台）的设计与运营人员。

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