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出版者:哈尔滨工程大学出版

作者:肖子熙

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:1994-8

价格:19.80元

装帧:

isbn号码:9787810074452

丛书系列:

图书标签:

• 船舶工程
• 船舶设计
• 船体结构
• 放样
• CAD
• 船舶制造
• 船舶理论
• 船舶图学
• 船舶模型
• 水下工程

《深海航行：现代船舶设计与建造的里程碑》 导论：百年航程中的技术飞跃 本书并非聚焦于某一特定建造环节的技艺剖析，而是将目光投向整个船舶工程领域，旨在系统梳理和深入探讨自工业革命以来，特别是进入21世纪以来，现代船舶设计与建造领域所取得的革命性进展。我们将追溯从早期木结构船体到如今复合材料与智能制造的演变历程，揭示驱动这场变革的核心动力——材料科学的进步、计算能力的飞跃，以及对海洋环境可持续性的日益重视。 《深海航行》的目标读者是船舶工程专业的学生、资深工程师，以及对海洋工程和海事科技抱有浓厚兴趣的行业观察者。我们力求提供一个宏大而精密的视角，剖明现代船舶如何应对更严苛的航行条件、更复杂的载荷需求，以及更为严格的国际环保法规。 第一部分：设计范式的革新——从图纸到数字孪生 传统的设计方法正被颠覆。本部分将详尽阐述现代船舶设计流程中，数字化工具如何重塑每一个环节。 1.1 概念设计与性能预测的精确化： 本章将深入探讨水动力学优化的前沿技术。重点讨论采用计算流体力学（CFD）模拟替代传统的水池试验（或作为其有益补充）。我们将详细分析如何通过网格划分、边界条件设置以及湍流模型选择，来实现对船体阻力、兴波、以及螺旋桨-船体干扰效应的高精度预估。内容将涵盖不同航速、吃水变化下的能效评估方法，以及如何将这些数据反馈至初始船型选择。 1.2 结构分析的智能化： 摒弃经验性的截面校核，转向基于有限元分析（FEA）的系统化验证。本章将聚焦于强度、刚度和疲劳寿命的综合评估。我们会深入解析： 载荷工况的复杂性模拟： 不仅包括静水压力和常规波浪载荷，还包括系泊载荷、低温环境下的脆性断裂风险，以及高速冲击载荷的瞬态响应分析。 新材料的力学特性建模： 探讨高强度钢、铝合金以及先进复合材料（如碳纤维增强聚合物）在FEA模型中的准确材料本构关系表示，特别是屈曲和非线性响应的处理。 合规性验证流程： 阐述如何通过结构分析软件的后处理功能，直接对接船级社规范（如DNV、ABS、LR等）中的疲劳累积损伤判定标准，实现设计与规范的无缝对接。 1.3 数字化集成与协同设计平台： 本章着重介绍产品生命周期管理（PLM）系统在船舶设计中的应用。探讨参数化建模如何实现设计迭代的效率飞跃，以及数据一致性管理如何在多专业团队（结构、舾装、动力系统）间保证信息流的准确性。特别会介绍三维可视化和虚拟现实（VR）/增强现实（AR）技术在早期设计评审中的应用，如何有效避免后期集成阶段的冲突。 第二部分：材料的边界拓展与建造技术的飞跃 船舶工业正从传统的“铆接与焊接”时代迈向“模块化与自动化”时代。 2.1 先进材料在船舶结构中的应用： 本部分将系统介绍为提升船舶安全性和降低运营成本而采用的新型材料技术： 高性能钢材： 详细剖析用于超大型油轮和LNG船的高韧性低温钢的冶金特性、焊接性能及其服役可靠性。 轻量化结构： 探讨铝合金在客船、高速船体中的应用，以及结构设计为适应其不同模量特性所做的调整。 复合材料在非结构和半结构构件中的应用： 分析玻璃钢（FRP）在上层建筑、耐火隔舱中的优势，以及其防火性能的提升措施。 2.2 模块化建造与数字化车间： 解析现代船厂如何通过三维数字模型指导生产，实现预舾装的最大化。 高级分段化策略： 讨论如何根据船体结构、管路系统和电气系统的复杂程度，优化分段的尺寸和制造地点，以平衡船台和陆地作业的负荷。 自动化焊接技术： 介绍激光焊接、窄间隙焊接等先进连接工艺在提高焊缝质量、降低热输入和缩短工期的应用实例。 质量控制的数字化转型： 阐述非接触式测量技术（如激光扫描）如何用于分段安装的精度验证，确保万吨级分段在对接时的几何精度要求。 第三部分：船舶动力与环境责任——面向未来的集成系统 现代船舶设计不再是单纯的运输工具，而是高度集成的能源管理系统。 3.1 推进系统的效率革命： 本章聚焦于如何通过优化推进装置来降低燃料消耗（SFC）。 全回转舵桨（Azipods）与可调螺距螺旋桨的性能比较： 分析不同推进器布局对船舶操纵性、湿表面积和能效的耦合影响。 低能耗船体-螺旋桨匹配： 结合CFD结果，探讨如何通过优化螺旋桨直径、螺距、以及安装在船尾的导流装置（如导管、导向鳍）来最大化推进效率。 3.2 绿色航运与脱碳技术： 深入探讨船舶行业应对《国际海事组织（IMO）》减排目标所采取的技术路径。 替代燃料的挑战与集成： 详细分析LNG、甲醇（Methanol）以及氨（Ammonia）作为船用燃料的技术成熟度、储罐设计（如殷瓦合金C型罐的结构要求）以及燃料供给系统的安全集成。 能效设计指数（EEDI）与运营效率指标（EEXI/CII）的工程实现： 讲解如何通过优化主机选型、安装岸电系统、以及使用减阻涂层等手段，在设计阶段满足日益严格的法规要求。 结语：面向未知海域的工程哲学 《深海航行》的最后一部分将回归到工程哲学的层面，探讨在人工智能、物联网（IoT）和自主化技术驱动下，未来船舶设计将如何演进。我们展望的不是单一技术的突破，而是跨学科知识的深度融合——如何将结构健康监测（SHM）数据实时融入数字孪生模型，以实现预测性维护和结构寿命的动态评估。 本书致力于提供一个全面的、前瞻性的框架，解析现代船舶工程如何平衡安全性、经济性和环境友好性这三大核心支柱，确保人类的海洋探索与贸易活动，在未来仍能安全、高效地持续进行。

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我必须承认，这本书的阅读体验是需要投入大量精力的，它绝不是那种可以在通勤路上消磨时间的闲书。它更像是一位严厉的导师，要求你保持高度的专注。我发现，要真正理解书中的一些关键节点，比如“分段系数的确定”或是“曲面投影的三角化处理”，我需要反复回溯前几章的内容，将知识点串联起来，形成一个立体的理解网络。这本书的伟大之处，或许就在于它强迫读者去进行这种高强度的、多维度的思考。它没有迎合读者的惰性，而是直面了工程技术的复杂性与精确性的双重挑战。读完一个章节，我的脑海里常常会浮现出无数的问号，而寻找答案的过程，就是我个人能力提升最快的时刻。这本书给我的感觉是，它不是在“教”你知识，而是在“训练”你如何去“思考”工程问题，这是一种更为根本和长远的能力培养，对于任何志在成为领域专家的读者来说，都是一份不可多得的馈赠。

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这本书的结构安排，可以说是匠心独运，也颇具挑战性。它似乎是按照一个实际放样项目的流程倒推设计的，从最基础的构件尺寸校核开始，逐步深入到复杂的曲面展开和样板制作的细节处理。令我印象深刻的是其中关于“误差控制”的那一章，作者用详尽的案例分析了不同材料在受力变化下可能产生的形变，并提出了相应的补偿性修正方法。这部分内容极为写实，完全没有停留在理想化的模型上，而是直面工业生产中不可避免的“不完美”。这种务实的态度，让我感到作者是真正站在一线、摸爬滚打过来的专家。我甚至能想象到，在没有精密数控设备的年代，工人们正是依靠书中描述的这些经验法则和手工测量技巧，才得以建造出庞然大物。这本书的叙述节奏像是一部精心编排的交响乐，低沉的理论铺陈之后，总会有一个爆发性的、充满实用技巧的高潮乐章，让你忍不住想要拿起尺规和草图纸，亲自演算一番。

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阅读此书，我最大的感受是它在技术传承上的那种近乎苛刻的坚守。与其他许多追求“现代化”、“智能化”的同类书籍不同，这本书似乎刻意放慢了脚步，它将大量的笔墨用于阐述那些看似过时，实则根基稳固的传统放样技术。比如，对垂线、基线如何精确建立，对弧线放样时如何运用简单的几何定理进行逼近计算，这些内容在如今的CAD时代显得有些“复古”，但正是这些基础的扎实训练，才保证了后来的数字化建模不会出现方向性的错误。它像一本“武功秘籍”，强调的是内功心法的修炼，而不是花哨的招式。我甚至觉得，如果一个软件工程师能将这本书的内容吃透，他对三维建模的理解深度，会远远超过那些只会拖拽鼠标的同行。这本书的价值在于“沉淀”，它筛选掉了那些短暂的、潮流性的技术，留下了经过数十年甚至上百年检验的、真正有生命力的工程智慧。

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说实话，当我真正沉下心来研读这本书的绪论部分时，那种扑面而来的学术气息差点让我这个业余爱好者望而却步。作者的语言风格极其凝练，仿佛每一个词语都经过了精确的数学计算，没有丝毫的冗余或煽情的成分。他开篇就直指核心问题——如何将二维设计图纸完美转化为三维实体结构，这种开门见山的处理方式，虽然高效，但对阅读者的基础知识储备提出了较高的要求。我不得不经常停下来，查阅一些船舶工程学的基本定义，才能跟上作者的逻辑推演。书中大量运用了复杂的几何学原理和坐标系转换的论述，看得我头皮发麻，但那种“拨云见日”的瞬间成就感又是无与伦比的。它不是那种让你轻松入睡的读物，更像是一场智力上的马拉松，需要读者全神贯注，步步为营。我体会到，这本书的价值不在于提供简单的步骤指南，而在于构建一套完整的、严密的思维框架，让你明白“为什么”要这么做，而不是仅仅告诉你“怎么”做。这种深度的剖析，使得这本书的内涵远远超出了其书名所暗示的范畴，它实际上是一部关于空间逻辑和精确制造哲学的探讨。

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这本《船体放样》的装帧设计着实下了一番功夫，封面那深沉的墨蓝色调，配上烫金的字体，一下子就抓住了我的眼球，给人一种专业、严谨又不失厚重的历史感。我是在一家老旧的书店角落里偶然发现它的，当时书架上摆满了形形色色的技术手册，但这本书的质感就是不一样，摸上去能感受到纸张的细腻和厚度，这在现在这个充斥着轻薄印刷品的时代，简直是一股清流。我当时抱着一种朝圣般的心情翻开了扉页，里面的插图和图表虽然是黑白的，但线条之精细、标注之清晰，简直令人叹服，仿佛能透过这些枯燥的线条，看到当年工匠们在码头上挥汗如雨的场景。这本书的排版也很有讲究，页边距留得恰到好处，阅读起来丝毫不觉得拥挤，即使是初次接触这个领域的人，也能从中感受到作者对知识传递的尊重和用心。我尤其欣赏它在章节过渡时的留白处理，简洁而有力，让人在知识的海洋中得以稍作喘息，整理思绪后再投入到下一轮的深度学习中去。从这本书的外在来看，它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得珍藏的艺术品，每一个细节都透露出对传统工艺的敬畏之心。

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