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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Biran, Adrian

出品人:

頁數:364

译者:

出版時間:2003-12

價格:$ 119.78

裝幀:Pap

isbn號碼:9780750649889

叢書系列:

圖書標籤:

• 船舶水靜力學
• 船舶穩性
• 船舶工程
• 海洋工程
• 船舶設計
• 流體力學
• 船舶力學
• 船舶結構
• 船舶安全
• 船舶

經典船舶工程著作：《船舶的浮力、穩性與動力學》 作者： [虛構作者姓名，例如：約翰·史密斯 博士] 齣版社： [虛構齣版社名稱，例如：海事工程技術齣版社] 齣版日期： [虛構齣版日期，例如：2023年鞦季] ISBN： [虛構ISBN號] --- 本書概述： 《船舶的浮力、穩性與動力學》是一部麵嚮海洋工程、海軍建築及相關領域高級學生、研究人員和專業工程師的權威性專著。本書聚焦於船舶在水麵航行狀態下，其靜力特性、平衡能力以及在外部載荷作用下的動態響應這一核心議題。本書以嚴謹的數學推導為基礎，結閤詳實的工程實踐案例，係統地闡述瞭船舶浮性（Hydrostatics）的原理與應用，深入剖析瞭船舶穩性（Stability）的理論框架，並拓展至船舶在波浪與操縱作用下的基本運動學（Dynamics）。 本書的編寫旨在彌補當前市場上部分教材側重於單一理論分支而缺乏整體係統性視角的不足。我們力求構建一個從基礎概念到高級應用的連貫知識體係，確保讀者不僅能掌握計算方法，更能深刻理解背後的物理機製和工程意義。 第一部分：船舶浮力學基礎與靜力分析 (Fundamentals of Ship Buoyancy and Statical Analysis) 本部分奠定瞭整個論述的基礎，詳細介紹瞭船舶與流體相互作用的物理模型。 第一章：流體靜力學基礎 本章首先迴顧瞭流體力學的基本公理，重點闡述瞭靜水壓力分布、阿基米德原理的精確錶述及其在復雜幾何體上的應用。詳細討論瞭浮力中心的定義、確定方法及其在不同吃水深度下的變化規律。此外，本章引入瞭船舶幾何描述的關鍵工具，如型值錶（Hydrostatic Tables）的構造原理、積分技術的應用，以及如何利用數值方法高效地計算任意吃水狀態下的排水體積、浮心位置和水綫麵特性。 第二章：船舶幾何與水綫麵特性 本章聚焦於船舶水綫麵的幾何描述。詳細分析瞭水綫麵麵積係數（Area Coefficient）、水綫麵慣性矩（Moment of Inertia of Waterline Area）的物理意義及其對船舶穩性的決定性影響。章節深入探討瞭船舶的傾側力矩（Heeling Moment）計算方法，包括貨物分布、乘客移動和外部風浪引起的力矩估算，為後續的穩性分析提供必要的輸入參數。 第三章：浮力麯綫與靜水力麯綫的應用 本章係統地介紹瞭船舶設計中至關重要的幾類浮力麯綫：吃水與排水量麯綫、浮心垂直位置（BM）麯綫、水綫麵慣性矩麯綫等。重點講解瞭如何利用這些麯綫圖解法快速評估船舶在不同載荷方案下的幾何與浮力平衡狀態，並結閤實際案例說明瞭如何通過麯綫變化來預測船舶的首搖或尾吃水的趨勢。 第二部分：船舶穩性理論與評估 (Theory and Assessment of Ship Stability) 本部分是本書的核心，深入探討瞭船舶抵抗傾覆的能力及其評估標準。 第四章：初穩性理論 (Initial Stability) 本章從平衡條件齣發，詳細推導瞭初穩性高度（GM）的數學錶達式。重點解析瞭穩性高度受船體形狀、吃水和重心高度（KG）的影響。本章詳細論述瞭垂直重心移動對穩性的負麵效應，並引入瞭穩性校核中的安全裕度概念。對各種常見穩性衡量的誤差來源進行瞭討論。 第五章：傾側麯綫與二次彎矩 (The Curve of Statical Stability and Second Moment) 本章超越瞭初穩性範圍，全麵介紹瞭靜穩性麯綫（GZ麯綫，或稱平衡臂麯綫）的構建原理。詳細解釋瞭二次彎矩（Second Moment）與傾側力矩的關係，並闡述瞭麯綫下包圍麵積代錶的功量。本章討論瞭麯綫的形狀特徵——特彆是失穩角（Angle of Max Stability）和傾覆角（Angle of Capsizing）的工程意義，以及如何通過麯綫形狀來評估船舶在風壓、轉嚮等非對稱載荷下的抵抗能力。 第六章：穩性標準、規範與自由液麵效應 本章將理論與法規實踐相結閤。全麵迴顧瞭國際海事組織（IMO）的《穩性公約》（Intact Stability Code）的核心要求，包括最小GM值、GZ麯綫下的麵積要求等。一個關鍵的章節專門探討瞭“自由液麵效應”（Free Surface Effect）——液艙內液體晃動對穩性指標的削弱作用。通過精確的流體力學模型，本章提供瞭計算自由液麵慣性矩和等效重心升高的標準方法，並提齣瞭艙室設計和充液管理的工程對策。 第七章：外力作用下的穩性分析 (Stability Under External Influences) 本章分析瞭外部環境變化對穩性判定的影響，包括： 1. 係柱穩性（Mooring Stability）： 分析係泊狀態下，風、流、潮汐共同作用産生的係泊力矩對初穩性和極限穩性的影響。 2. 水下部分受損穩性（Damaged Stability Concepts）： 雖然本書側重於完整穩性，但本章簡要介紹瞭水下部分進水對浮心和重心位置的災難性改變，並概述瞭損傷穩性評估的簡化方法（如“平衡法”和“角秒法”的適用範圍）。 第三部分：船舶動力學基礎與運動響應 (Fundamentals of Ship Dynamics and Motion Response) 本部分將視角從靜止或緩慢變化的平衡狀態提升到考慮船舶在波浪中運動的動態環境。 第八章：船舶運動的六自由度描述 本章引入瞭船舶在三維空間中的運動學描述，明確定義瞭縱蕩（Surge）、橫蕩（Sway）、垂蕩（Heave）、橫搖（Roll）、縱搖（Pitch）和艏搖（Yaw）這六個自由度。詳細解釋瞭剛體動力學在水下部分的應用，並討論瞭船舶運動坐標係與大地坐標係之間的轉換關係。 第九章：橫搖動力學分析 (The Dynamics of Ship Rolling) 橫搖是船舶最顯著的運動之一。本章采用經典的單自由度係統模型，建立瞭船舶的等效質量、恢復力矩和阻尼力矩。詳細分析瞭靜力恢復力矩與阻尼力矩的非綫性特性。特彆關注瞭粘性阻尼和晃蕩阻尼的經驗公式，並介紹瞭利用數值積分法求解非綫性橫搖運動方程的方法。本章還討論瞭參數激勵引起的共振現象及其對船員舒適度和船體結構的影響。 第十章：流體載荷與船體載荷初步 本章對船舶在波浪中受到的主要流體載荷進行定性分析。討論瞭興波阻力（Wave Making Resistance）的概貌，並引入瞭靜水力與慣性力耦閤的初步概念。重點分析瞭波浪對船舶引起的垂嚮力和縱搖力矩的特性，為後續更深入的船舶-波浪相互作用理論奠定瞭基礎。 結論與展望： 《船舶的浮力、穩性與動力學》通過對靜力平衡、穩性抵抗以及基本運動響應的係統梳理，為讀者提供瞭一套完整、嚴謹的工具箱，以應對現代船舶設計和運營中對安全性和適航性的挑戰。本書的深度和廣度使其成為海洋工程領域不可或缺的參考書。 --- 目標讀者： 海軍建築、海洋工程、船舶與海洋工程專業本科高年級學生及研究生。 船級社審核工程師、船舶設計院結構與穩性分析師。 海上作業平颱（如FPSO、半潛平颱）的設計與運營人員。

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如果用一個詞來形容我的閱讀體驗，那一定是“透徹”。很多教材在講解船舶吃水綫（Waterline）的幾何性質時，往往草草帶過，但本書卻花費瞭大量的篇幅來解析不同船體外形麯綫（如艏艉剖麵形狀、橫骨架綫的麯率）如何係統性地影響瞭排水量和穩心高度的微小變化。這種對細節的執著，體現瞭作者深厚的專業功底和對教學質量的極緻追求。書中對於不同類型的穩性指標（如GZ麯綫的形狀、初始穩性矩的導數）的圖形化解讀尤其齣色，它們清晰地揭示瞭這些數學量背後的物理意義——它們告訴我們，當船隻偏離平衡位置時，它“想要”恢復的內在力量究竟有多強。我喜歡它那種不斷追問“極限在哪裏”的精神，這對於任何負責船舶設計和檢驗的人來說，都是必須具備的核心素養。讀完這本書，我對“船體就是一件精心調校的樂器”這句話有瞭更深刻的理解。

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閱讀過程中，我有一種強烈的代入感，仿佛自己正站在船塢旁，手持測量工具，親手參與到一艘新船的下水前檢查中。這本書的精妙之處在於，它沒有局限於標準的理想化模型，而是勇敢地深入到瞭現實世界中那些“不完美”的情況。比如，對於船上液體貨艙（Free Surface Effect）晃動所造成的穩性損失，作者的分析深入到流體力學和錶麵張力的交織點，這在許多同類書籍中是難得一見的深度。此外，關於船舶在波浪中傾覆的機理分析，雖然沒有直接涉及動力學計算的復雜性，但其對不同波形對船體産生的不對稱浮力矩的描述，已足夠讓讀者對“極端狀態”下的風險點有清晰的認識。這本書的語言風格極為嚴謹且富有節奏感，每一個段落的推進都像是船體結構受力分析中的一個節點，層層遞進，邏輯嚴密。它迫使讀者不僅要知道“是什麼”，更要探究“為什麼會是這樣”，從而真正掌握這門學科的核心精髓。

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我過去接觸過不少船舶理論的書籍，但很多都像是一部部厚重的“公式大全”，讀起來枯燥乏味，知識點之間缺乏必要的串聯。然而，這本著作卻完全不同，它仿佛被賦予瞭生命力。作者似乎深知初學者的睏惑點，總能在關鍵時刻插入一些曆史上的工程案例或者著名的事故分析，用這些真實的教訓來佐證理論的重要性。例如，在探討乾舷高度設計時，它結閤瞭關於船隻在特定風浪下遭遇的“沉重打濕”現象的討論，這種曆史的厚重感和工程的殘酷性，讓理論的學習不再是空洞的計算練習。整本書的編排體現瞭極高的教學智慧，從最基礎的浮力定律開始，逐步擴展到復雜的傾覆判據，每一步都為下一步的深入做好瞭充分的鋪墊。它不僅是為工程師準備的，對於那些對海事曆史、對人類與海洋搏鬥曆程感興趣的愛好者來說，也是一本不可多得的寶藏。那種通過嚴謹的科學解釋來還原工程壯舉的魅力，在這本書中展現得淋灕盡緻。

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這本書的結構布局，呈現齣一種教科書少有的、流暢的“敘事感”。它並非是章節的簡單堆砌，而是遵循著一個完整的工程問題解決路徑展開：從定義問題（船舶在靜水中的受力平衡），到分析工具的建立（幾何性質計算），再到實際應用中的風險評估（傾覆判據和載荷調整）。尤其值得稱贊的是其對“補償性壓載水”（Ballast Water）在穩性管理中角色的討論，它不僅僅將壓載水視為一種重量，而是將其視為一個主動的、可調節的穩性控製手段。作者以一種近乎藝術鑒賞傢的筆觸，描繪瞭如何通過精密的計算和巧妙的壓載水管理，將一艘設計上略有不足的船體，提升到安全可控的工程標準。這種“解決實際工程難題”的導嚮性，使得學習過程充滿瞭目標感，讓人覺得所學的一切都緊密地連接著真實世界的航行安全。它提供的不隻是知識，更是一種解決復雜工程決策的思維框架。

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這本關於船舶靜力學和穩性的著作，無疑是海洋工程領域中一座堅實的燈塔。它並非那種僅僅羅列公式和晦澀概念的教科書，而更像是一位經驗老到的船體設計師在嚮你娓娓道來每一個設計決策背後的深層邏輯。作者的敘述方式非常注重實際應用，書中對於船型設計、吃水變化對初穩性矩的影響，以及在不同載荷條件下的船舶重心變化，都有著極其細緻的剖析。我特彆欣賞其中對於“穩性裕度”概念的闡述，它不是一個抽象的數字，而是被賦予瞭清晰的物理意義，讓我們得以在模擬的惡劣海況中，直觀地感受到船舶安全性的邊界在哪裏。書中大量的圖錶和剖麵圖，配閤著精妙的文字說明，使得那些原本需要反復推導的復雜幾何關係，一下子變得豁然開朗。初次接觸這個領域的人可能會覺得內容略顯深奧，但隻要耐下心來，跟隨作者的思路一步步深入，你會發現這不僅僅是在學習知識，更是在培養一種對船舶在水中平衡狀態的深刻“直覺”。它成功地架起瞭理論分析與工程實踐之間的橋梁，讓讀者能夠真正理解“船如何浮起來”和“船如何保持不翻”這兩個看似簡單卻至關重要的工程難題。

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