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出版者:

作者:Rawson, K. J./ Tupper, E. C.

出品人:

页数:756

译者:

出版时间:2001-11

价格:$ 203.40

装帧:

isbn号码:9780750653985

丛书系列:

图书标签:

• 船舶理论
• 船舶设计
• 船舶工程
• 船舶结构
• 船舶力学
• 船舶稳性
• 船舶推进
• 船舶材料
• 海洋工程
• 船舶

好的，这是一份为一本名为《航船基础理论》（Basic Ship Theory）的虚构书籍撰写的详细简介，该简介旨在描述其内容，同时避免提及该书本身，并力求呈现出专业、详实的风格，不带有人工痕迹。 --- 《航海工程基础：船舶设计与性能原理》 导论：现代船舶工程的基石 本书深入剖析了支撑现代船舶设计、建造与运营的各项核心科学原理与工程技术。它不仅是对传统航海知识的系统性梳理，更是对当代船舶工程学发展脉络的一次全面展现。本书旨在为海洋工程、船舶与海洋工程、轮机工程等相关专业的学生、初级工程师以及希望深化理解船舶物理特性的行业专业人士提供一个坚实而全面的理论框架。 全书内容围绕船舶作为复杂水上结构物所必需满足的各项基本性能展开，涵盖了从宏观的船舶布置到微观的流体力学效应的各个层面。我们着重强调理论与实际应用之间的紧密结合，力求使读者不仅理解“是什么”，更能洞悉“为什么”以及“如何实现”。 第一部分：船舶的几何与静力学特性 本部分聚焦于船舶在静止状态下的几何描述及其承载能力。 1. 船舶的几何尺寸与型线描述： 详细介绍了船体尺寸的定义，包括船长、船宽、干舷、吃水等关键参数。深入探讨了船舶几何形状的数学描述方法，重点阐述了积分几何学在确定船体体积、表面积及浮心位置中的应用。内容涵盖了肋骨线图、型线图的绘制规范与解读，以及不同船型（如平底船、圆舭船、方舭船）的几何特征差异及其对性能的影响。 2. 浮力与稳性原理： 这是船舶安全性的核心。本章详尽阐述了阿基米德原理在船舶工程中的应用，并推导了静水力学基本公式。特别关注浮心（B）、稳心（M）和重心（G）之间的相互关系。内容深入到初稳性高度（GM）的计算及其对船舶倾覆风险的决定性作用。此外，本书详细解析了倾侧力矩的产生机制，如载荷移动、自由液面效应（Free Surface Effect）的影响，并提供了计算和校核临界稳性裕度的实用方法。静倾试验的操作规程和数据分析也被纳入其中，以确保理论与现场验证的一致性。 3. 船舶的浮态计算与载重线： 系统介绍了船舶的浮态平衡分析，包括吃水线的确定、排水量计算以及载重表（Hydrostatic Curves）的查阅与应用。深入解读了国际载重线公约（Load Line Convention）的立法背景、结构要求和不同航区对干舷的限制，强调了确保船舶在最不利海况下仍能保持足够的安全干舷的重要性。 第二部分：船舶的运动与动力学 本部分将视野从静止的浮体拓展至在水介质中运动的船舶，这是对船舶性能理解的关键一步。 4. 阻力与推进理论基础： 本章是船舶动力学的心脏。它首先将船舶总阻力分解为粘性阻力（摩擦阻力和形状阻力）和兴波阻力。详细介绍了经验公式（如Taylor标准线、ITTC 1957公式）和基于流体力学的模型预测方法。对兴波阻力的产生机理，特别是三维波系结构及其能量耗散过程进行了深入的理论剖析。随后，本书引入了螺旋桨的空气动力学（水动力学）原理，解释了叶素理论（Blade Element Theory）和动量理论，用以计算推进效率和推力产生机制。 5. 推进装置的匹配与效率： 讨论了如何将船体阻力需求与螺旋桨的性能曲线相匹配，以实现最佳的推进效率。内容包括桨效、相对旋转效率、导向流等关键推进系数的定义与计算。此外，还探讨了不同类型螺旋桨（如固定螺距桨、可调螺距桨）的适用性，以及空泡现象（Cavitation）对螺旋桨性能和船体振动的影响及其抑制措施。 6. 船舶的操纵性： 本章关注船舶在转向、保持航向和抵抗侧向干扰（如风和流）的能力。详细介绍了莫里森方程（Maneuvering Equations of Motion）在二维平面内的应用，重点分析了力矩导数（Derivatives）的物理意义，例如Maneuvering Stability Derivatives。通过对Z字形试验（Zig-Zag Test）和回转试验的分析，阐述了如何量化船舶的转向性能指标，如初转时间、回转直径和航向保持能力。 第三部分：船舶的抗性和运动响应 本部分聚焦于船舶在波浪中受到的动态载荷以及其对外部扰动的响应。 7. 船舶的耐波性（Seakeeping）： 这是船舶适航性的终极考验。本书将波浪视为随机过程，引入傅里叶分析和功率谱密度函数来描述海况。详细分析了船舶在规则波中六自由度的运动响应（纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇、艏摇），特别是摇荡幅值理论（Response Amplitude Operators, RAO）的计算方法。内容涵盖了湿表面效应、晃荡对稳性的动态影响以及如何设计具有良好耐波性的船体线型。 8. 船舶的结构载荷： 探讨了船舶在恶劣海况下承受的结构应力。重点分析了砰击载荷（Slamming Loads），即船底与波浪剧烈接触时产生的瞬时冲击力，以及此载荷对船底板和加强筋的设计要求。此外，还涉及了纵摇和横摇运动产生的惯性力矩对船体纵向强度的影响，如剪力和弯矩的分布情况。 第四部分：船舶的建造与规范 本部分将理论知识延伸至实际工程实施层面。 9. 船体结构与材料： 系统回顾了现代船舶的主要结构形式，如横骨架结构和纵骨架结构，并阐述了二者在不同类型船舶中的应用偏好。讨论了高强度钢材、铝合金等常用船体材料的力学性能及其在海洋环境下的腐蚀防护技术。重点介绍了海洋结构设计中应力集中点的识别与处理。 10. 船舶的入级与规范： 概述了国际船级社（如LR, DNV, ABS）在船舶设计和建造过程中的核心作用。详细介绍了《国际海上人命安全公约》（SOLAS）中与船舶结构、稳性、消防相关的基本要求。讲解了船舶设计安全系数的确定原则，以及如何通过计算验证满足规范中对强度、浮性、稳性和完整性的各项指标。 --- 本书的特点在于其对原理的深入挖掘和对工程计算方法的细致阐述，为读者构建了一个从基础物理定律到复杂工程决策的完整认知路径。它不只是理论手册，更是指导未来海洋探索与工程实践的严谨工具。

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这本书的插图和图表部分简直是亮点中的亮点，对于理解那些“看不见”的流体力学和结构力学概念至关重要。我很少看到有技术书籍能在保持学术严谨性的同时，还能在视觉呈现上做到如此精良。举个例子，关于船体形状对阻力影响的分析，书中绘制的流线图清晰地展示了附体形状如何影响了粘性阻力与兴波阻力的平衡点。而且，作者并没有仅仅满足于二维的截面分析，许多关于三维船体变形和应力分布的图示，即使在没有文字说明的情况下，也能让人对船体的受力状态有一个初步的判断。我特别留意了书中关于稳性裕度判定的图解部分，那种通过改变排水量和重心高度来动态观察 GZ 曲线变化的方式，比单纯记忆公式有效得多。这本书更像是一本“视觉指南”，用图形语言辅助晦涩的数学概念，使得那些原本只有少数专家才能掌握的知识，变得触手可及。

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从排版和内容的组织上看，这本书显然是经过精心打磨的。它的逻辑递进非常自然，从船舶的基本构造原理，到如何根据特定任务要求优化船型，每一步都有清晰的理论依据和工程约束条件的体现。我特别欣赏作者对“设计哲学”的探讨，他不仅仅是罗列公式，而是引导读者思考为什么某些船型在特定历史时期会成为主流，以及现代技术如何挑战这些传统观念。例如，在探讨船首设计时，作者对比了传统的球鼻艏（Bulbous Bow）和新型的垂直艏（Axe Bow）在不同航速下的表现差异，并深入分析了其背后的流体动力学原理，这让我对船型选择有了更深层次的认识。这本书的深度和广度确保了它不会随着时间的推移而过时，因为它教授的是理解船舶系统的底层逻辑，这才是工程智慧的真正所在。对于希望从“会计算”进阶到“会设计”的读者来说，这本书是必备的航海罗盘。

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这本书简直是航海工程领域的百科全书，我刚翻开目录就被其内容的广度和深度所震撼了。它不像那种只停留在概念层面的教材，而是深入到了船舶稳定性的每一个细节。比如，它对静水力计算的阐述，那种严谨的数学推导和清晰的图示结合，让我这个初学者也能迅速理解浮力中心和稳性力矩的形成机制。我尤其欣赏作者在讲解兴位高度（GM）时所采用的类比，非常生动形象，将抽象的物理概念转化为了直观的工程判断依据。整本书的结构安排也极为合理，从最基础的船体几何特性开始，逐步过渡到吃水线变化、倾覆力矩分析，最后探讨了复杂海况下的船舶响应。对于任何想要从事船舶设计或海事工程的人来说，这本书提供的理论基础是无可替代的。它不仅教会了你“是什么”，更重要的是教会了你“为什么”会是这样，这种深入骨髓的理解，是任何速成课程都无法给予的。我感觉自己像是跟随一位经验丰富的船级社工程师在进行一对一的辅导。

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我是在为一个大型海洋工程项目做前期可行性研究时接触到这本著作的。坦白说，它的实用性远远超出了我的预期。这本书没有局限于理想化的静水环境，而是花费了大量篇幅来探讨动态载荷和环境影响。特别是在船舶的耐波性章节，作者详细分析了波浪谱的构建、谱密度函数在船舶响应预测中的应用，这直接关系到我们设计中必须考虑的船舶运动加速度和甲板浸湿风险。书中提供的计算流程图和实际应用案例，让我能够快速地将理论模型转化为可用于数值模拟的输入参数。我曾经困扰于如何准确估算大型集装箱船在远洋航行中侧向晃动的幅值，这本书提供的那套基于频域分析的方法，简洁而高效，直接解决了我的燃眉之急。它不是那种只适合课堂讨论的纯理论，而是真正能在工程设计中落地生根的实战指南。

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老实说，这本书的阅读体验堪称一场智力上的冒险。它的语言风格极其专业，充满了严谨的学术气息，几乎没有一句废话。如果你期待的是轻松愉快的阅读，那可能会感到吃力，因为它直接切入了船舶理论的核心——那些涉及微积分和微分方程的复杂推导。我花了相当大的精力去消化关于横摇阻尼系数的部分，作者用了好几种不同的数学模型来描述这种能量耗散现象，每一种都有其适用的场景和局限性。这种多角度的剖析，虽然增加了阅读的难度，却也极大地拓展了我的分析视野。我特别喜欢其中穿插的一些历史案例，比如某个特定船型的设计缺陷是如何通过这些理论得以修正和优化的。这本书的价值就在于，它将历史经验、前沿理论和工程实践完美地融合在了一起，让读者在解决具体问题时，能够调用起整个理论体系的支撑。对于资深工程师来说，它更像是一本可以随时查阅的权威参考手册。

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