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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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我过去接触过不少船舶理论的书籍，但很多都像是一部部厚重的“公式大全”，读起来枯燥乏味，知识点之间缺乏必要的串联。然而，这本著作却完全不同，它仿佛被赋予了生命力。作者似乎深知初学者的困惑点，总能在关键时刻插入一些历史上的工程案例或者著名的事故分析，用这些真实的教训来佐证理论的重要性。例如，在探讨干舷高度设计时，它结合了关于船只在特定风浪下遭遇的“沉重打湿”现象的讨论，这种历史的厚重感和工程的残酷性，让理论的学习不再是空洞的计算练习。整本书的编排体现了极高的教学智慧，从最基础的浮力定律开始，逐步扩展到复杂的倾覆判据，每一步都为下一步的深入做好了充分的铺垫。它不仅是为工程师准备的，对于那些对海事历史、对人类与海洋搏斗历程感兴趣的爱好者来说，也是一本不可多得的宝藏。那种通过严谨的科学解释来还原工程壮举的魅力，在这本书中展现得淋漓尽致。

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如果用一个词来形容我的阅读体验，那一定是“透彻”。很多教材在讲解船舶吃水线（Waterline）的几何性质时，往往草草带过，但本书却花费了大量的篇幅来解析不同船体外形曲线（如艏艉剖面形状、横骨架线的曲率）如何系统性地影响了排水量和稳心高度的微小变化。这种对细节的执着，体现了作者深厚的专业功底和对教学质量的极致追求。书中对于不同类型的稳性指标（如GZ曲线的形状、初始稳性矩的导数）的图形化解读尤其出色，它们清晰地揭示了这些数学量背后的物理意义——它们告诉我们，当船只偏离平衡位置时，它“想要”恢复的内在力量究竟有多强。我喜欢它那种不断追问“极限在哪里”的精神，这对于任何负责船舶设计和检验的人来说，都是必须具备的核心素养。读完这本书，我对“船体就是一件精心调校的乐器”这句话有了更深刻的理解。

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这本书的结构布局，呈现出一种教科书少有的、流畅的“叙事感”。它并非是章节的简单堆砌，而是遵循着一个完整的工程问题解决路径展开：从定义问题（船舶在静水中的受力平衡），到分析工具的建立（几何性质计算），再到实际应用中的风险评估（倾覆判据和载荷调整）。尤其值得称赞的是其对“补偿性压载水”（Ballast Water）在稳性管理中角色的讨论，它不仅仅将压载水视为一种重量，而是将其视为一个主动的、可调节的稳性控制手段。作者以一种近乎艺术鉴赏家的笔触，描绘了如何通过精密的计算和巧妙的压载水管理，将一艘设计上略有不足的船体，提升到安全可控的工程标准。这种“解决实际工程难题”的导向性，使得学习过程充满了目标感，让人觉得所学的一切都紧密地连接着真实世界的航行安全。它提供的不只是知识，更是一种解决复杂工程决策的思维框架。

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阅读过程中，我有一种强烈的代入感，仿佛自己正站在船坞旁，手持测量工具，亲手参与到一艘新船的下水前检查中。这本书的精妙之处在于，它没有局限于标准的理想化模型，而是勇敢地深入到了现实世界中那些“不完美”的情况。比如，对于船上液体货舱（Free Surface Effect）晃动所造成的稳性损失，作者的分析深入到流体力学和表面张力的交织点，这在许多同类书籍中是难得一见的深度。此外，关于船舶在波浪中倾覆的机理分析，虽然没有直接涉及动力学计算的复杂性，但其对不同波形对船体产生的不对称浮力矩的描述，已足够让读者对“极端状态”下的风险点有清晰的认识。这本书的语言风格极为严谨且富有节奏感，每一个段落的推进都像是船体结构受力分析中的一个节点，层层递进，逻辑严密。它迫使读者不仅要知道“是什么”，更要探究“为什么会是这样”，从而真正掌握这门学科的核心精髓。

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这本关于船舶静力学和稳性的著作，无疑是海洋工程领域中一座坚实的灯塔。它并非那种仅仅罗列公式和晦涩概念的教科书，而更像是一位经验老到的船体设计师在向你娓娓道来每一个设计决策背后的深层逻辑。作者的叙述方式非常注重实际应用，书中对于船型设计、吃水变化对初稳性矩的影响，以及在不同载荷条件下的船舶重心变化，都有着极其细致的剖析。我特别欣赏其中对于“稳性裕度”概念的阐述，它不是一个抽象的数字，而是被赋予了清晰的物理意义，让我们得以在模拟的恶劣海况中，直观地感受到船舶安全性的边界在哪里。书中大量的图表和剖面图，配合着精妙的文字说明，使得那些原本需要反复推导的复杂几何关系，一下子变得豁然开朗。初次接触这个领域的人可能会觉得内容略显深奥，但只要耐下心来，跟随作者的思路一步步深入，你会发现这不仅仅是在学习知识，更是在培养一种对船舶在水中平衡状态的深刻“直觉”。它成功地架起了理论分析与工程实践之间的桥梁，让读者能够真正理解“船如何浮起来”和“船如何保持不翻”这两个看似简单却至关重要的工程难题。

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