海洋能资源分析方法及储量评估 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:272

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出版时间:2009-5

价格:80.00元

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isbn号码:9787502774677

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• 海洋能
• 可再生能源
• 储量评估
• 资源分析
• 海洋工程
• 能源开发
• 海洋科学
• 能源政策
• 技术经济
• 可持续能源

现代土木工程中的结构优化与材料创新 书籍概述 本书聚焦于土木工程领域的前沿课题，深入探讨了如何通过结构优化设计与先进材料的创新应用，实现工程结构的轻量化、高可靠性与可持续性。全书结构严谨，内容翔实，不仅涵盖了理论基础，更提供了大量的工程实例和计算方法，旨在为结构工程师、材料科学家以及相关领域的科研人员提供一份兼具深度与广度的参考手册。 第一部分：结构优化设计理论与方法 本部分系统梳理了现代结构设计理念的演变，重点剖析了多目标优化、拓扑优化以及智能优化算法在土木工程中的应用。 第一章 结构优化设计基础 本章首先界定了结构优化设计在当代工程中的地位与挑战。讨论了传统基于规范的设计方法与基于性能的优化设计之间的差异。引入了优化问题的基本数学模型，包括目标函数、约束条件（如强度、刚度、稳定性、服务ability要求）和设计变量的定义。重点阐述了结构的可靠性指标与优化目标之间的平衡关系。 第二章 拓扑优化技术及其应用 拓扑优化是实现材料高效利用的关键技术。本章详细介绍了基于密度法（如SIMP方法）和水平集方法的拓扑优化原理。 数学基础： 阐述了变分公式和灵敏度分析在求解过程中的核心作用，特别是关于应力奇异性与网格依赖性的处理策略。 工程实践： 展示了如何将拓扑优化结果转化为可制造的结构形态。讨论了在钢结构桁架、复杂节点以及预应力构件设计中应用拓扑优化以降低自重和提高承载效率的案例。特别关注了如何结合增材制造（3D打印）技术，实现复杂拓扑结构的快速制造。 第三章 性能驱动的结构优化 不同于传统的强度优化，本章侧重于将结构性能指标直接纳入优化目标。 振动控制优化： 针对高层建筑、桥梁和海洋平台，探讨了如何通过优化布局和截面参数来调控结构的自振频率和模态振型，以有效避免共振风险。引入了随机振动分析在优化过程中的处理方法。 疲劳寿命优化： 针对承受循环荷载的结构（如桥梁连接件、风力发电机塔筒），提出了基于损伤累积模型的疲劳寿命预测与优化方法。探讨了如何通过调整应力集中区域的几何形状和材料分布来延长结构使用寿命。 变形与位移控制： 详细分析了在极端荷载（如大风、地震）下，如何优化结构体系，以满足严格的使用阶段极限状态要求，尤其是对非结构构件保护的优化策略。 第四章 智能优化算法在结构工程中的应用 本章介绍了一系列超越传统梯度法的非线性优化工具，以应对土木工程中常见的非光滑、多峰值优化难题。 进化算法（EA）： 重点讲解了遗传算法（GA）和粒子群优化（PSO）在寻找全局最优解方面的优势。通过实例演示了如何利用这些算法优化大型桥梁的索力分配和配筋方案。 模拟退火（SA）与禁忌搜索（TS）： 分析了这些算法在处理离散变量和组合优化问题（如结构体系选择、支座布置）中的有效性。 机器学习辅助优化： 探讨了利用神经网络和代理模型（Surrogate Models）加速复杂有限元分析过程中的优化迭代，实现高效的参数化设计探索。 第二部分：先进结构材料与性能提升 本部分关注材料科学的最新突破及其在提升工程结构性能、实现绿色建造方面的潜力。 第五章 高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC） 本章深入研究了新一代水泥基材料的微观结构、力学性能及工程应用。 材料本构关系： 详细阐述了UHPC在极高抗压强度下的应力-应变曲线、拉伸性能（特别是拉伸韧性）以及纤维增强机制。讨论了其在应力状态复杂区域的适用性。 耐久性研究： 探讨了HPC和UHPC对氯离子侵蚀、冻融循环和碱骨料反应的抵抗能力，这对于海洋工程和寒冷地区结构至关重要。 后裂缝性能： 重点分析了纤维在UHPC中提供的自修复和残余抗拉能力，这极大地提升了结构的延性和安全性。应用案例包括UHPC桥面板、防撞墙和复杂结构节点的后加固。 第六章 结构钢材的创新与应用 本章关注于新型高强度钢材、耐候钢以及复合钢材在现代工程中的应用挑战与机遇。 高强钢的焊接性与韧性： 分析了Q690、Q890等超高强度钢材在焊接热影响区（HAZ）的性能退化问题，并介绍了相应的焊缝设计与施工控制技术。 耐候钢的腐蚀机理： 深入探讨了耐候钢表面保护层（锈层）的形成机理、稳定性及在不同大气环境下的长期表现。 钢-混凝土组合结构优化： 讨论了如何利用高性能钢材和UHPC结合，设计出具有优异抗剪、抗弯性能的新型组合梁、柱及剪力墙体系。 第七章 智能与功能化复合材料 本章面向未来的结构系统，引入了具有感知、执行和自修复能力的先进材料。 形状记忆合金（SMA）： 探讨了SMA在结构减隔震系统中的应用潜力，特别是其“超弹性”和“热激活恢复”特性在恢复力元件中的建模与设计。 自修复材料： 详细介绍了基于微胶囊技术和细菌诱导钙化技术的研究进展。重点分析了这些技术如何用于修复混凝土或结构涂层中的微裂缝，从而延长结构服役寿命。 纤维增强聚合物（FRP）的长期性能： 评估了FRP材料（CFRP、GFRP）在复杂环境荷载（如高温、酸碱腐蚀）下的长期力学性能衰减规律，以及在既有结构加固修复中的最佳实践。 第三部分：结构全生命周期管理与先进分析 本部分将结构设计与实际运营维护相结合，引入了先进的监测技术和评估工具。 第八章 结构健康监测（SHM）系统集成 本章论述了如何将传感器技术与结构优化设计反馈的信息相结合，实现主动式管理。 多尺度传感器网络： 介绍了光纤布拉格光栅（FBG）、压电传感器（PZT）在应变、温度、振动监测中的部署策略。 数据驱动的性能评估： 探讨了如何利用实时监测数据，结合有限元模型修正（Model Updating），对结构的实际承载能力和剩余寿命进行动态评估。 第九章 复杂结构体系的非线性分析与评估 针对超高层建筑和超大跨度桥梁，本章强调了精细化非线性分析的必要性。 动力失稳分析： 对高耸结构的气动弹性稳定性（抖振）进行了深入探讨，并介绍了在优化设计中如何引入空气动力学耦合分析。 火灾与极端荷载下的耦合分析： 建立了考虑材料热力耦合效应的显式动力学分析模型，用于评估结构在爆炸或火灾等极端工况下的整体倒塌风险。 结语 本书旨在推动土木工程设计理念从“满足规范”向“追求卓越性能”的转变。通过结构优化设计与新材料的深度融合，我们能够构建出更安全、更经济、更具环境友好性的未来基础设施。本书内容高度聚焦于理论的工程转化，是提升我国基础设施工程技术水平的重要参考读物。

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这本书的装帧设计颇具匠心，封面采用深邃的蓝色调，辅以波光粼粼的纹理，让人一眼就能感受到海洋的磅礴与神秘。内页的纸张质量上乘，触感细腻，阅读体验极佳，长时间翻阅也不会感到疲劳。更值得称赞的是，书中大量高质量的图表和插图，无论是复杂的数学模型还是直观的资源分布图，都绘制得清晰详尽，极大地帮助了理解那些抽象的技术概念。排版布局疏密有致，章节之间的过渡自然流畅，即便是初次接触此类专业书籍的读者，也能相对轻松地跟上作者的思路。作者在图文结合方面功力深厚，每一个视觉元素似乎都经过精心设计，旨在最大化信息的传递效率，而不是单纯地堆砌数据。整体来看，从物理形态到视觉呈现，这本书都体现出出版方对专业知识载体的尊重与专业水准，让人愿意静下心来，投入时间去细细品味其中的内容。这种对细节的关注，无疑为内容本身的深度提供了有力的支持。

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我特别欣赏这本书在叙事逻辑上的严谨性。它并非简单地罗列一系列技术操作流程，而是构建了一个从宏观背景到微观分析的完整知识体系框架。开篇部分对全球海洋能的现状与未来潜力进行了富有洞察力的铺垫，迅速将读者的注意力聚焦到问题的核心。随后，作者巧妙地引入了不同的评估维度，比如从波浪能到潮汐能，再到温差能，每一种资源类型的分析都遵循着“理论基础—监测技术—数学建模—不确定性分析”的递进路线。这种结构上的层次感，使得即便是涉及多学科交叉的复杂算法，也能被拆解得井井有条，每一步推导都有理有据，令人信服。阅读过程中，我感觉自己仿佛在跟随一位经验丰富的向导，稳步穿越一片知识的迷雾，每一步都踩在了坚实的理论基石之上，极大地增强了对所学知识的掌握感和信心。

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书中引用的案例研究部分，是其区别于一般教科书的亮点之一。这些案例的选择非常具有代表性，涵盖了不同地理环境和不同技术成熟度的实证数据。作者在分析这些案例时，展现出一种批判性的思维，不仅展示了模型运算得出的理想结果，更着重探讨了实际勘探过程中遇到的环境制约、数据偏差以及经济可行性的波动。例如，在讨论某个特定海域的潮汐流能潜力时，书中详尽对比了基于历史数据推算与现场长期监测数据修正后的差异，这种对比非常有价值，它教育读者不能盲目相信纯理论计算，必须将现实世界的复杂性纳入考量。这使得整本书的理论指导性与实践指导性达到了一个很高的平衡点，对于实际项目从业者来说，这些经验分享无疑是无价之宝。

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最让我感到惊喜的是，这本书在探讨储量评估的不确定性方面所下的功夫。在能源评估领域，对误差和风险的量化往往是衡量研究深度和可靠性的试金石。此书并未回避波浪能随机性强、潮汐规律性高但在局部可能存在数据缺失等难题。它系统性地引入了蒙特卡洛模拟、贝叶斯推断等统计工具来处理这些不确定性，并清晰地展示了如何将“可能性区间”而非单一的“最佳估计值”作为资源储量的最终报告。这种对“边界条件”和“风险敞口”的细致描绘，极大地提升了读者对资源评估结果的信任度，因为它诚实地揭示了科学评估的局限性，而非给出虚假的确定性承诺。这使得这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于如何科学决策的指南。

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这本书的语言风格属于那种沉稳、内敛、极度精确的学术风格，但又没有陷入晦涩难懂的泥潭。作者的遣词造句极为讲究，每一个技术名词的定义都力求做到业界通用且无歧义。在描述复杂公式推导时，作者大量运用了精确的数学符号和严密的逻辑连接词，保证了推导过程的无懈可击。尽管如此，作者似乎也意识到纯粹的公式堆砌可能会令人生畏，因此在关键的转折点，总会穿插一些简短的总结性陈述，用相对平实的语言概括出本段公式群的核心意义，这为理解和记忆提供了必要的锚点。对于有志于从事海洋能源领域研究的后学者而言，这本书提供的不仅是知识，更是一种严谨的、符合国际标准的学术交流范式。

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