Port Designer's Handbook pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Amer Society of Civil Engineers

作者:Thoresen, Carl A.

出品人:

页数:549

译者:

出版时间:

价格:208

装帧:HRD

isbn号码:9780727732286

丛书系列:

图书标签:

港口设计
船舶工程
海洋工程
港口规划
码头工程
疏浚工程
防波堤
港口设施
航道设计
港口管理

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具体描述

Over the past twenty years there has been considerable improvement and new information in the design of port and berth structures. This handbook reflects the lastest progress and developments in navigation safety, port planning and site selection, layout of container, oil and gas terminals, cargo handling, berth design and construction, fender and mooring principles. It presents guidelines and recommendations for the main items and assumptions in the layout, desing and construction of modern port structures, and the forces and loadings acting on them. The book provides an evaluation of different designs and construction methods for port and berth structures, and recommendations given by the different international harbour standards and recommendations. Practising harbour and port engineers and students will find the handbook an invaluable source of information.

航海工程与船舶设计前沿探索：海洋工程实践手册内容简介：本书旨在为海洋工程领域的专业人士、高级学生以及对船舶与海洋结构物设计有深入兴趣的研究人员，提供一套全面且前沿的工程知识体系与实践指导。本书并非专注于单一的港口设计或码头结构，而是将视野拓展至整个海洋工程领域，涵盖从基础流体力学原理到复杂结构动力学响应的广阔议题，重点突出当前工业界面临的关键技术挑战与创新解决方案。第一部分：海洋环境载荷的精确建模与分析本部分深入探讨了作用于海上结构物的主要环境荷载的精确量化方法。这包括但不限于：波浪理论的深化应用：详细阐述了从线性斯托克斯理论到非线性龙格-库塔方法的过渡，特别关注深水、中水和浅水区域的波谱模型（如JONSWAP和Pierson-Moskowitz）在工程实践中的适用性限制与校准技术。书中会通过大量案例研究，展示如何利用数值模拟软件（如基于CFD的OpenFOAM或WAVESTAT）对复杂海况下的瞬时波峰压力分布进行高分辨率重建。风荷载与气象影响：区别于简单的静力风压计算，本章侧重于结构物顶部和侧面受到的湍流风场的时域模拟。讨论了气象诱导的共振现象，特别是对于高耸结构（如海上风电机组塔筒或浮式平台的上层建筑），以及如何应用边界层理论来修正局部风速剖面。海洋流和洋流作用：阐述了近岸和开阔海域洋流对固定式和柔性结构物（如海底管道和系泊系统）产生的拖曳力和升力效应。重点分析了流致振动（Vortex-Induced Vibration, VIV）的机理，并介绍了主动和被动抑制VIV的工程措施，如采用螺旋状导流器或增加结构阻尼。冰载荷与低温环境挑战（针对高纬度工程）：对于极地海洋工程，本书提供了冰层破碎、冰山撞击以及冰墩对结构物作用力的计算模型。重点介绍了冰层应力场分析的有限元方法，以及如何设计能够抵御周期性冰载荷的防撞结构。第二部分：海洋结构物的先进设计方法与优化本部分聚焦于如何将环境载荷分析结果转化为安全、经济且功能优越的工程设计方案。浮式结构物的稳定性与系泊系统设计：详细剖析了半潜式平台、张力腿平台（TLP）和FPSO（浮式生产储油卸货船）的静水力特性（Metacentric Height, GM）计算。在系泊系统方面，重点介绍了柔性系缆的非线性时域分析，包括锚链的埋深优化、疲劳寿命评估，以及在极端载荷下系泊系统失效的概率分析。水下结构与管道工程：深入探讨了海底管道的敷设技术、横向摆动（Lateral Buckling）的预防，以及对泥沙冲刷（Scour）的评估与防护措施（如使用石笼或混凝土垫板）。此外，本书还涵盖了水下模块的安装精度控制与对接技术。结构动力学与疲劳寿命预测：引入了随机振动理论（Random Vibration Theory）来分析结构在随机波浪激励下的响应。重点讲解了S-N曲线法和线性累积损伤模型的局限性，并介绍了基于断裂力学（如Paris-Erdogan定律）的裂纹扩展速率分析方法，以实现对关键构件的剩余寿命预测。材料选择与腐蚀防护策略：对海洋工程中常用的高强度钢、耐腐蚀合金以及复合材料（FRP）在海水环境中的性能衰减进行了对比分析。详细介绍了阴极保护（牺牲阳极法与外加电流法）的工程设计规范、涂层失效模式识别，以及在深水高压环境下，材料氢脆效应的预防措施。第三部分：数字化孪生与智能运维本部分展望了海洋工程的未来趋势，强调数字化技术在提升设施全生命周期管理中的作用。结构健康监测（SHM）系统集成：介绍了光纤光栅（FBG）传感器、压电陶瓷传感器在监测应力、位移和裂纹萌生方面的应用。书中提供了从传感器数据采集到实时状态评估的工程化流程，并讨论了如何建立数据驱动的损伤识别算法。数字孪生模型的构建与应用：阐述了如何整合CAD模型、有限元分析结果与实时监测数据，构建高保真度的结构数字孪生体。该模型可用于高精度地预测风暴来临时的结构响应、优化维修作业的调度，并进行“假设分析”（What-if Scenarios）。人工智能在风险评估中的前沿应用：探讨了如何利用机器学习算法（如神经网络）对历史故障数据进行深度学习，以提高对极端事件（如罕见巨浪或设备突发故障）的预警准确性，从而实现从被动维护到预测性维护的转变。本书的特点在于其严谨的理论推导与高度的工程实用性相结合，大量的工程图示、实际案例的参数化分析，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”，为解决复杂的水工结构工程难题提供了强有力的技术支撑。