具体描述
船舶原理与设计：现代航海工程的基石 书籍简介 《船舶原理与设计》是一部全面、深入探讨现代船舶工程学核心理论与实践的专著。本书旨在为船舶与海洋工程、轮机工程、海军工程等相关领域的学生、工程师及研究人员提供一个严谨、系统的知识框架，解析决定船舶性能、安全性和经济性的关键技术领域。本书的编写严格遵循工程学的逻辑结构，从流体力学基础出发，逐步深入到复杂的船体结构设计、推进系统优化与船舶动力性能分析。 第一部分：流体力学基础与船体静力学 本书伊始，我们首先搭建起理解船舶在水下运动的基础——流体力学。这部分内容详尽阐述了流体运动的控制方程，重点关注船舶兴波阻力、粘性阻力等水动力阻力的产生机制与计算方法。我们采用了最新的边界元法（BEM）和计算流体力学（CFD）在船舶阻力预估中的应用案例，使得读者能够掌握从理论模型到实际工程预测的完整路径。 紧接着，深入探讨船体静力学。船舶的稳定性是其安全航行的生命线。本书详细介绍了静水力学的基础，包括浮心、稳心高度的计算、初稳性与复稳性的判断标准。特别之处在于，我们引入了非线性稳性分析，探讨了在复杂海况下（如大型倾斜或进水状态）船舶的极限稳性评估方法，并结合国际海事组织（IMO）的规范要求，对各种稳性校核实例进行了详尽的推演。船体形态参数（如排水量、水线面系数、巴拿马系数等）与船舶适航性的关系，也在本部分得到了充分的论述。 第二部分：船舶运动学与动力性能分析 船舶在海洋中并非静止不动，其运动状态的分析是设计阶段至关重要的环节。《船舶原理与设计》用了大量篇幅来剖析船舶的六自由度运动：纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇和艏摇。 在波浪中的运动响应分析部分，本书采用了频域分析方法，详细讲解了船舶的运动方程推导，包括对浪载荷的建模与求解。我们不仅限于传统的傅里叶级数展开，更侧重于如何利用现代的谱分析方法（如P-M谱、JONSWAP谱）来描述随机波场的特性，并据此预测船舶在实际海况下的运动幅值和加速度响应。这为优化船体形状以减小摇晃提供了理论依据。 船舶的操纵性是确保航行安全的关键。本书对转向器设计、舵动力学效应以及船舶在不同航速下的回转性能进行了深入分析。通过建立包含舵力和水动力导数在内的运动微分方程组，读者可以学习如何通过调整船尾几何参数和舵面尺寸来提升船舶的即时响应和稳定航向保持能力。 第三部分：船体结构设计与强度分析 船体结构设计是保证船舶结构完整性的核心。本书系统介绍了船体结构的基本布置、主要受力构件（如龙骨、肋骨、甲板梁、舱壁）的设计规范与尺寸确定。 强度分析部分，我们重点阐述了船体所承受的各种载荷：静水压力、纵弯曲力矩、横向剪力、局部冲击载荷以及疲劳载荷。针对这些载荷，本书详细介绍了经典梁理论在船体强度计算中的应用，并引入了有限元分析（FEA）在复杂结构节点和应力集中区域的验证与优化流程。特别地，对于大型集装箱船和海洋工程结构（如FPSO），我们提供了关于屈曲分析和断裂力学在船体结构寿命评估中的实际操作指南。本书还深入探讨了材料选择对结构性能的影响，例如高强度钢材在船体建造中的应用挑战。 第四部分：船舶推进与能效优化 船舶的推进系统是实现有效运动的动力来源，其效率直接关系到运营成本和环保性能。《船舶原理与设计》详细梳理了螺旋桨理论，从叶素动量理论到更精确的经验设计图谱。本书不仅教授如何进行螺旋桨的几何参数设计（直径、螺距、叶数），更侧重于桨-船相互作用的复杂问题，包括空泡的产生、对船体阻力的影响，以及如何通过导向装置（如导管、导向轮）来提升整体推进效率。 在主机与螺旋桨的匹配方面，本书提供了详细的性能包线分析方法，确保主机能够在不同的工况下稳定、高效地工作。此外，鉴于当前航运业对减排的迫切需求，本书特别新增了章节，探讨了新型推进技术，如导管螺旋桨、涵道推进器（Kappel Propeller）的原理及其在节能方面的潜力，并结合船舶五大能效指标（EEDI）的计算方法，指导读者进行全船的能效优化设计。 总结与展望 《船舶原理与设计》不仅仅是一本教科书，更是一个连接理论研究与工程实践的桥梁。全书贯穿了从概念设计到详细设计的完整流程，融合了大量的工程案例和规范要求。通过对本书的学习，读者将能够系统掌握现代船舶设计所需的定量分析工具和定性判断能力，为未来在船舶设计院、船厂、船级社或海洋研究机构的工作奠定坚实的基础。本书的深度与广度，确保了其成为每一位致力于现代航海工程领域人士案边不可或缺的参考工具。
作者简介
目录信息
Preface vii
PART I:INTRODUCTION
1 BIRDS-EYE VIEW OF POWER ELECTRONICS SYSTEMS
PART II:POWER ELECTRONIC
2 UNDERSTANDING COMPONENTS
3 POWER DIODES
4 TRANSISTORS:LEVEL TRIGGERED SWITCHING DEVICES
5 THYRISTORS:PULSE TRIGGERED DEVICES
PART III:POWER ELECTRONIC CONVERTER CIRCUITS
6 DC TO CONTROLLED DC
7 DC TO CONTROLLED AC
8 AC TO DC:NO CONTROL
……
PART IV：POWER ELECTRONIC APPLICATION SYSTEMS
12 ELECTRIC UTILITY INTERFACE：POWER FACTOR CORRECTION AND STATIC VAR CONTROL
13 CONVERTER CONTROL
14 APPLICATIONS I：POWER SUPPLIES AND…
……
APPENDIX A
APPENDIX B
……
INDEX
· · · · · · (收起)
PART I:INTRODUCTION
1 BIRDS-EYE VIEW OF POWER ELECTRONICS SYSTEMS
PART II:POWER ELECTRONIC
2 UNDERSTANDING COMPONENTS
3 POWER DIODES
4 TRANSISTORS:LEVEL TRIGGERED SWITCHING DEVICES
5 THYRISTORS:PULSE TRIGGERED DEVICES
PART III:POWER ELECTRONIC CONVERTER CIRCUITS
6 DC TO CONTROLLED DC
7 DC TO CONTROLLED AC
8 AC TO DC:NO CONTROL
……
PART IV：POWER ELECTRONIC APPLICATION SYSTEMS
12 ELECTRIC UTILITY INTERFACE：POWER FACTOR CORRECTION AND STATIC VAR CONTROL
13 CONVERTER CONTROL
14 APPLICATIONS I：POWER SUPPLIES AND…
……
APPENDIX A
APPENDIX B
……
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· · · · · · (收起)
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