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图书简介

本书从海洋与海洋工程流体力学和船舶与海洋结构物运动工程的需求出发,将流体力学基础知识和海洋结构物运动有机结合,研究船舶与海洋结构物在流体中的受载作用力及其运动规律。全书分为两个篇章:船舶操纵性、船舶耐波性。

船舶操纵性篇共有11章,主要内容包括:操纵性绪论、船舶操纵性运动方程、航向稳定性和回转性、船舶对舵的响应、自由自航船舶操纵性标准试验、舵设计、操纵运动非线性数学模型、船桨舵水动力系数计算方法、限制航道和风流中操纵性、约束模型试验、数值水池中操纵性模拟等。

船舶耐波性篇共分8章,主要内容包括:耐波性绪论、船舶在波浪中六自由度运动方程、静水中船舶摇荡运动、规则波中船舶摇荡运动、不规则波中船舶摇荡运动、减摇装置运动控制和船型影响、耐波性衡准与评价体系、船舶耐波性试验等。

本书可作为船舶与海洋工程专业及其他相关专业的本科生或研究生教材,可供从事船舶与海洋工程及航运工程的工程技术人员阅读和参考。

作者介绍

杨鹏,华中科技大学船舶与海洋工程学院副教授、博导,长期从事船舶与海洋工程的波浪载荷、水弹性、结构可靠性研究以及大型核动力水下航行器总体设计等,近5年在Mechanical Systems and Signal Processing、Composite Structures等期刊上共发表各类论文50多篇,其中一作或通信SCI论文20多篇(JCR1区18篇);曾主持国家自然科学基金面上项目、科技部国家重点研发项目子任务、全国重点试验室开放基金、装备发展部大型国防预研项目(500万+600万)和海南省基金等共计7项,曾担任科技部“973”一级课题(650万)第二负责人和工信部高新项目一级课题(600万)第二负责人;2017年获“江苏省百篇优秀博士论文”奖。相关研究成果为海洋浮式结构物的安全性提供了坚实支撑基础,曾从事核潜艇总体设计研究工作,为我国国家战略型号研制做出了贡献。个人完全自主开发了波浪载荷预报程序OpenWALAS等(共计20多万行C代码),在船舶与海洋工程领域获得了良好应用,获得了国内外同行好评和认可。

书籍目录

上篇船舶操纵性(2)

第1章操纵性绪论(2)

1.1船舶操纵性的意义(2)

1.2船舶操纵性的基本问题(2)

1.3船舶操纵性研究的历史与方法演进(3)

1.4船舶操纵性衡准(4)

1.5船舶操纵性试验(4)

1.6船舶操纵性数值模拟与数值水池(5)

1.7本篇主要内容(5)

第2章船舶操纵性运动方程(6)

2.1空间固定坐标系(6)

2.2船体运动坐标系(7)

2.3线性操纵运动微分方程(10)

第3章航向稳定性和回转性(17)

3.1航向稳定性(17)

3.2船舶回转性(22)

第4章船舶对舵的响应(35)

4.1操舵响应模型(35)

4.2操纵性指数(38)

4.3操纵性指数的物理解释(44)

4.4K、T指数在船舶设计中的应用(44)

4.5K、T指数的适用范围(47)

第5章自由自航船舶操纵性标准试验(49)

5.1回转试验(50)

5.2螺线试验与逆螺线试验(54)

5.3回舵试验(56)

5.4Z形操舵试验(57)

5.5航向改变试验(60)

5.6自航船模试验的尺度作用(62)

5.7操纵性衡准(64)

第6章舵设计(67)

6.1舵的类型和布置(67)

6.2舵的要素和水动力特性(71)

6.3舵的设计步骤(79)

6.4特种舵简介(83)

第7章操纵运动非线性数学模型(91)

7.1非线性操纵运动数学模型(91)

7.2标准船型算例分析(105)

第8章船桨舵水动力系数计算方法(115)

8.1浮力和重力(115)

8.2流体惯性力及附加质量矩阵(115)

8.3作用于船体的水动力(118)

8.4双桨船舶螺旋桨水动力(123)

8.5双舵船舶舵引起的水动力(126)

第9章限制航道和风流中操纵性(129)

9.1限制航道中的船舶操纵性(129)

9.2风、流中的船舶操纵性(133)

第10章约束模型试验(138)

10.1直线拖曳试验(138)

10.2旋臂试验(141)

10.3平面运动机构试验(144)

第11章数值水池中操纵性模拟(150)

11.1数值模拟概述(150)

11.2回转试验的数值模拟(151)

11.3Z形操纵试验的数值模拟(156)

11.4平面运动机构试验的数值模拟(162)

操纵性习题(169)

下篇船舶耐波性(171)

第12章耐波性绪论(171)

12.1船舶耐波性的意义(171)

12.2船舶耐波性学科的发展历史(172)

12.3耐波性衡准(172)

12.4耐波性试验(172)

12.5耐波性数值水池(173)

12.6本篇主要内容(173)

第13章船舶在波浪中六自由度运动方程(174)

13.1坐标系定义(174)

13.2六自由度运动方程(175)

13.3非线性运动理论(178)

第14章静水中船舶摇荡运动(180)

14.1船舶在静水中的无阻尼横摇(180)

14.2船舶在静水中的有阻尼横摇(186)

14.3船舶在静水中的垂荡和纵摇(196)

第15章规则波中船舶摇荡运动(200)

15.1规则余弦波(200)

15.2船舶在规则波中线性横摇(203)

15.3非线性共振横摇角(208)

15.4船舶在规则波中线性垂荡和纵摇(211)

15.5航向、航速对船舶摇荡的影响(215)

第16章不规则波中船舶摇荡运动(218)

16.1海浪概述(218)

16.2海浪的统计分析(222)

16.3海浪谱(230)

16.4谱分析法(238)

第17章减摇装置运动控制和船型影响(248)

17.1横摇减摇装置(248)

17.2船型对耐波性的影响(258)

第18章耐波性衡准与评价体系(265)

18.1舒适性评价(265)

18.2耐波性事件预报方法(268)

18.3耐波性事件衡准(270)

18.4极限有义波高(271)

第19章船舶耐波性试验(272)

19.1船模试验的相似条件(272)

19.2静水中自由和强迫横摇试验(279)

19.3船模在波浪中的运动和增阻试验(281)

耐波性习题(289)

参考文献(290)

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