Marine Rudders and Control Surfaces pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Molland, Tony/ Turnock, Steve

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 153.68

装帧:HRD

isbn号码:9780750669443

丛书系列:

图书标签:

Marine Engineering
Rudders
Hydrodynamics
Control Surfaces
Naval Architecture
Ship Design
Marine Technology
Fluid Mechanics
Propulsion
Stability
Steering

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具体描述

This book guides naval architects from the first principles of the physics of control surface operation, to the use of experimental and empirical data and applied computational fluid dynamic modelling of rudders and control surfaces. The empirical and theoretical methods applied to control surface design are described in depth and their use explained through application to particular cases. The design procedures are complemented with a number of worked practical examples of rudder and control surface design.The online companion site contains an extensive modelling data library, plus software for theoretical control surface design, based on over 25 years of world-class research at the University of Southampton, an incredible resource for engineers in this field. This is the only text dedicated to marine control surface design. It provides experimental, theoretical and applied design information valuable for practising engineers, designers and students. It is accompanied by an online extensive experimental database together with software for theoretical predictions and design development.

《海洋推进与操纵系统：原理、设计与应用》本书深入探讨了现代船舶和海洋结构物的推进系统与操纵装置的设计、性能分析及其在实际应用中的优化。全书围绕船舶高效、安全、环保地航行这一核心目标，系统性地阐述了相关的科学原理、工程技术以及前沿发展。第一部分：船舶推进系统本部分首先从流体力学的基本原理出发，分析了船舶在水中航行时所受到的阻力，包括摩擦阻力、形状阻力、兴波阻力等，并介绍了计算和预测这些阻力的常用方法。在此基础上，本书详细介绍了各种类型的船舶推进器，包括螺旋桨、喷水推进器、全回转推进器等，阐述了它们的结构特点、工作原理、效率影响因素以及适用范围。螺旋桨设计与性能：重点解析了不同类型螺旋桨（如定距桨、调距桨、开式桨、涵道桨等）的设计流程，包括叶素理论、动量理论等，以及如何通过CFD（计算流体力学）等先进手段进行螺旋桨性能优化。书中还讨论了空蚀、气蚀等影响螺旋桨性能的常见问题及其预防措施。非螺旋桨推进系统：详细介绍了喷水推进器的结构、优点（如浅水性能好、操纵性强）及其在高速船、特种船舶上的应用。全回转推进器（Azimuth Thrusters）因其卓越的操纵性和冗余性，在DP（动力定位）系统、拖曳船、破冰船等领域扮演着重要角色，本书将对其工作原理、控制方式以及安装配置进行深入剖析。推进系统集成与优化：讨论了推进器与主机、传动装置之间的匹配问题，以及如何通过集成设计实现整体推进效率的最大化。同时，也涵盖了变频调速、混合动力推进等节能技术的应用。第二部分：船舶操纵系统操纵系统是确保船舶在航行、停泊、避碰等各种工况下安全可控的关键。本部分将从船舶动力学模型入手，系统介绍影响船舶操纵性的各种因素。船舶操纵动力学：阐述了船舶在水中的运动自由度，建立了描述船舶运动的数学模型，包括回转运动、横移运动、纵荡运动等。在此基础上，分析了操纵力（如舵力、推进器力）与船舶运动响应之间的关系。舵的设计与控制：深入研究了不同类型舵（如平衡舵、半平衡舵、非平衡舵、富勒舵、船尾舵等）的设计原理、水动力特性以及效率分析。详细讨论了舵角与操纵性能的关系，以及舵机系统的组成、工作方式和故障诊断。推进器在操纵中的作用：强调了推进器不仅仅是提供推力，其推力的大小、方向以及响应速度直接影响着船舶的操纵性。特别是对于具有侧向推力功能的推进器，如全回转推进器、矢量喷水推进器等，本书将重点分析其在精确操纵、动态定位等方面的独特优势。船体外形对操纵性的影响：探讨了船体形状、水线面、纵横剖面等几何特征对船舶操纵性能的敏感性。例如，更宽的船体和更大的舭角通常能提供更好的稳定性，但也可能影响转弯半径。先进操纵辅助系统：介绍了现代船舶上广泛应用的动力定位系统（DPS）、自动操舵系统（Autopilot）等，分析了这些系统的基本原理、控制算法及其在提高船舶操纵精度和自动化水平方面的作用。第三部分：海洋结构物的推进与操纵除了传统船舶，本书还拓展了对海洋石油平台、浮动生产储卸装置（FPSO）、海上风力发电平台等非常规海洋结构物的推进与操纵装置的探讨。动力定位系统（DP）：详细阐述了DP系统的原理、传感器（如GPS、DVL、风传感器等）、控制算法（如PID控制、模糊逻辑控制、模型预测控制等）以及执行器（如推进器、舵）的配置。本书将通过案例分析，展示DP系统在维持平台位置稳定、应对复杂海洋环境中的关键作用。海洋平台姿态控制：对于某些海洋结构物，其姿态（如纵倾、横倾）的控制同样重要。本书将探讨利用推进器或特种操纵装置来实现对平台姿态的精确调节。港口作业与特殊船型：结合实际需求，本书还将分析集装箱码头岸桥、起重船、铺管船等在港口作业及特殊海洋工程中所采用的操纵技术，以及它们在狭窄水域、复杂工况下的操纵策略。第四部分：数值模拟与试验方法为了提高设计效率并预测真实工况下的性能，数值模拟和试验方法至关重要。 CFD在推进器和操纵面的应用：介绍如何利用CFD技术对推进器性能（如推力、扭矩、效率）、舵的水动力特性进行精确预测，以及模拟船舶在操纵过程中的水动力响应。水池试验与海洋试验：阐述了模型水池试验（如阻力试验、自航试验、操纵性试验）和实船试验的重要性，以及如何通过试验数据来验证数值模拟的准确性，并指导设计优化。本书的特点：系统性强：涵盖了从基础理论到工程应用，从传统船舶到新型海洋结构物的广泛内容。理论与实践结合：既深入解析了科学原理，也注重工程设计和实际应用中的问题。前沿性：关注了近年来在推进与操纵领域出现的新技术和新发展。案例丰富：通过丰富的实例分析，帮助读者更好地理解和掌握相关知识。《海洋推进与操纵系统：原理、设计与应用》旨在为船舶工程、海洋工程领域的工程师、研究人员、学生提供一本权威、全面的参考书籍，帮助他们掌握高效、安全、可靠的海洋装备设计与运行的关键技术。