海洋工程非綫性動力學的理論與方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐友剛，劉利琴，張素俠 著

圖書標籤:

• 海洋工程
• 非綫性動力學
• 動力學
• 海洋工程結構
• 數值方法
• 理論研究
• 工程應用
• 水動力學
• 結構動力學
• 計算方法

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030514172

版次：1

商品編碼：12117060

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：368

字數：463000

正文語種：中文

內容簡介

　　《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》闡述非綫性動力學理論與方法及其在海洋工程中的應用。主要內容包括單自由度非綫性振動、多自由度非綫性振動、參數激勵非綫性振動、非綫性振動穩定性的分析方法、非綫性係統求解的圖解法和數值模擬方法，概要介紹現代非綫性動力學分岔和混沌理論；結閤大量海洋工程實例，包括船舶的非綫性和參數激勵運動、鉸接塔平颱的非綫性動力特陛分析、深海平颱垂蕩.縱搖耦閤動力特性及海洋細長構件的非綫性動力特性分析等，詳細闡述海洋結構非綫性動力學建模、求解和分析方法，揭示海洋工程結構物復雜的非綫性動力學行為，包括內共振響應、無周期響應、異頻振動響應、參數激勵響應、分岔和混沌響應等。
　　《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》可作為大學本科高年級學生及研究生的教學參考書或教學用書，還可供從事船舶與海洋工程、機械工程、土木工程及水利水電工程等方麵的科技人員參考。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 緒論
1．1 研究海洋工程結構非綫性動力學的工程意義
1．2 海洋工程結構中的非綫性振動問題
1．2．1 含剛度非綫性的非綫性振動係統
1．2．2 含分段綫性非綫性恢復力的振動係統
1．2．3 參數激勵振動係統
1．2．4 多自由度的非綫性振動係統
1．3 海洋工程結構典型的非綫性振動方程
1．3．1 自治係統與非自治係統
1．3．2 保守係統與非保守係統
1．3．3 海洋工程中典型的非綫性振動方程
1．4 非綫性振動的特點
1．4．1 非綫性振動與綫性振動的主要區彆
1．4．2 海洋工程結構的非綫性因素
1．5 非綫性振動問題的求解方法

第2章 單自由度非綫性係統的自由振動
2．1 無阻尼自由振動特點
2．2 小參數法
2．2．1 正規攝動法
2．2．2 L-P小參數法
2．3 三級數法
2．3．1 三級數法求解思路
2．3．2 求解過程
2．3．3 無阻尼非綫性剛度保守係統
2．3．4 綫性阻尼非綫性剛度係統
2．4 平均法
2．4．1 導齣平均法的標準方程組
2．4．2 求振幅和相位平均值
2．4．3 非綫性係統的等效綫性化方法
2．5 多尺度法
2．5．1 求解思路
2．5．2 求解過程
2．6 分段綫性剛度係統
2．7 諧波平衡法

第3章 單自由度非綫性係統的強迫振動
3．1 非綫性振動係統的動力響應特性
3．1．1 振動的穩定性
3．1．2 振動響應幅值的跳躍行為
3．2 小參數法
3．2．1 L-P法求非共振情況的解
3．2．2 L-P法求共振情況的解
3．3 平均法
3．3．1 非共振情況
3．3．2 共振情況
3．4 多尺度法
3．4．1 非共振情況
3．4．2 共振情況
3．5 單自由度係統的異頻振動分析
3．5．1 次諧波振動
3．5．2 高次諧波振動
3．5．3 組閤諧波振動
3．5．4 分段綫性剛度係統
3．6 非自治係統的簡諧平衡法
3．6．1 簡諧平衡法
3．6．2 增量諧波平衡法

第4章 單自由度參數激勵振動
4．1 參數激勵振動的馬休方程
4．1．1 垂直係泊纜的參數激勵振動
4．1．2 傾斜係泊纜的參數激勵振動
4．1．3 受軸嚮激勵簡支梁的參數激勵振動
4．1．4 疏浚吸泥管參數激勵振動
4．2 穩定性分析的弗洛凱理論
……
第5章 非綫性多自由度係統的多尺度法
第6章 非綫性係統周期解的穩定性
第7章 非綫性振動係統的圖解法與數值解法
第8章 分岔理論與混沌簡介
第9章 鉸接塔平颱非綫性動力特性
第10章 船舶非綫性橫搖及參數激勵運動
第11章 深海Spar平颱垂蕩．縱搖耦閤運動分析
第12章 海洋細長構件非綫性振動
參考文獻

前言/序言

　　隨著海洋資源開發與海洋空間利用工程的發展，齣現瞭多種形式的海洋結構物。研究這些海洋結構物的環境載荷、動力響應特性及其在動力載荷作用下的動力響應分析理論，形成瞭一門嶄新的學科——海洋工程結構動力學。該學科的根本目的是為海洋工程結構的設計開發、建造與安裝提供堅實的理論基礎。為此，作者曾經於2008年齣版瞭《海洋工程結構動力學》一書，受到同行的普遍歡迎。
　　作者在研究海洋工程結構動力響應及其安全分析的工作中，遇到瞭大量海洋工程結構的非綫性動力學問題。這些問題采用綫性振動理論無法解決，甚至得到與海洋結構實際現象完全違背的結果。例如，船舶在縱浪中大幅橫搖運動及傾覆現象，順應式平颱的大幅及慢漂運動，深海平颱升沉與搖擺運動的耦閤關係等，這些動力學問題無法采用綫性振動理論進行分析。多年來，作者課題組及國內外同行結閤不斷湧現的海洋新型結構，應用非綫性動力學的理論和方法，開展瞭大量卓有成效的研究工作，發展瞭非綫性動力學理論與方法，拓寬瞭其應用範圍。
　　海洋工程結構的非綫性振動或者運動，導緻結構物齣現異常損傷和破壞。為瞭揭示海洋結構由於非綫性振動或者非綫性運動原因引起的損傷與失效機理，發現復雜非綫性振動（運動）響應齣現的條件，以及非綫性振動（運動）引起的有害後果，采用非綫性動力學研究海洋結構動力響應是海洋工程領域科技的發展趨勢與需求。本書正是為瞭適應該發展趨勢和需要編寫而成。
　　非綫性振動（運動）的研究方法可以分為解析方法及數值方法。國內外許多學者緻力於非綫性振動理論與解析方法的研究。近年來，該理論研究得到瞭很大的發展。特彆是分岔和混沌理論的研究工作，在工程實踐中齣現瞭一大批應用成果。近30年來，計算機技術迅速發展，大量的非綫性振動問題可以采用數值模擬方法獲得解決，這進一步推進瞭非綫性振動理論和方法的進步，尤其為多自由度非綫性振動問題的求解提供瞭強有力的方法。
　　本書密切結閤海洋工程非綫性振動（運動）實際，闡述非綫性振動係統分析的理論與方法，以及動力學中分岔與混沌分析的基本理論。編寫過程力求便於工程應用，緊密結閤海洋工程實際。
　　本書共12章，第1章介紹非綫性振動的基本概念、海洋工程中的非綫性振動問題；第2章介紹單自由度非綫性自由振動方程的近似解法、單自由度非綫性係統自由振動的特點；第3章介紹單自由度非綫性係統強迫振動的近似解法，分析非綫性係統強迫振動響應的特點；第4章介紹單自由度參數激勵振動係統的求解方法；第5章介紹弱非綫性多自由度係統的多尺度法、多自由度係統內共振和參數激勵響應特點，以及船舶斜浪航行的非綫性運動分析方法；第6章介紹非綫性係統的穩定性分析方法，包括李雅普諾夫方法、勞斯一赫爾維茨方法及參激係統穩定性判彆方法；第7章介紹非綫性係統的圖解法與數值解法，包括點映射和胞映射方法，求解多自由度非綫性動力響應的數值模擬方法；第8章介紹非綫性係統的分岔與混沌分析方法；第9章介紹順應式鉸接塔平颱係統非綫性動力響應的分析方法，包括建模、求解過程及動力響應特點；第10章介紹船舶非綫性運動，包括橫浪中的強迫橫搖運動，縱浪中的參數激勵橫搖及斜浪中的參數激勵橫搖；第11章介紹深海Spar平颱的非綫性動力分析，包括平颱的垂蕩一縱搖耦閤運動及運動穩定性分析；第12章介紹海洋細長構件的動力響應分析，包括深海立管的渦激非綫性振動、張力腿的非綫性振動及纜索的衝擊動力響應。

好的，這是一本關於先進材料科學與工程應用的圖書簡介，旨在探討新興功能材料在極端環境下的性能、設計、製備與前沿應用。 --- 圖書名稱：《先進功能材料的極端環境性能、設計與應用前沿》 圖書簡介 本著作深入剖析瞭當前材料科學領域最活躍、最具挑戰性的前沿課題之一：先進功能材料在極端工作環境下的物理、化學及機械響應行為、本徵性能的調控機製，以及麵嚮尖端工程應用的係統化設計與製造策略。 本書並非聚焦於傳統的海洋工程或流體力學領域，而是將視角投嚮瞭更廣闊的材料科學疆域，特彆關注那些在超高溫、超低溫、高壓、強輻照、強腐蝕等非傳統條件下，需要維持甚至增強其特定功能（如電學、磁學、光學、催化或結構完整性）的特種材料體係。 全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從微觀結構-性能關係的理論建模，到宏觀尺度的工程化實現，旨在為從事先進功能材料研究、開發與應用的高級工程師、科研人員及研究生提供一本全麵、深入的參考手冊和研究指南。 --- 第一部分：極端環境下的材料本徵行為與理論基礎（約 400 字） 本部分著重於建立理解材料在非平衡或苛刻狀態下行為的理論框架。 第一章：高熵閤金與多主元體係的結構穩定性與蠕變動力學 詳細探討瞭高熵閤金（HEAs）在超過 1000°C 長期服役條件下的相變敏感性、晶界擴散機製及抗蠕變機製。引入瞭基於密度泛函理論（DFT）計算的電子結構分析方法，預測不同主元比例對缺陷遷移能壘的影響。重點分析瞭輻照損傷對這些復雜晶體結構的動態演化過程，特彆是位錯源激發與湮滅的臨界條件。 第二章：納米結構熱電材料的熱物理極限與能量轉換效率 聚焦於基於碲化物、硫化物或氧化物體係的納米結構熱電材料。闡述瞭塞貝剋係數、電導率和熱導率這三個關鍵參數在低溫（接近液氦溫度）和高溫（超過 800°C）下的耦閤變化規律。深入研究瞭聲子散射機製的尺寸效應和界麵效應，並引入瞭量子輸運理論來解釋納米尺度下的電荷載流子行為。討論瞭如何通過界麵工程優化材料的熱電優值（ZT）在特定溫區達到理論極限。 第三章：極端壓力下新型二維材料的電子態與相變壓力 本章深入探討瞭在數百萬帕斯卡（Mpa）壓力下，如石墨烯、過渡金屬硫化物（TMDs）等二維材料的電子帶結構重構。利用金剛石對頂砧（DAC）技術結閤原位光譜學（拉曼、X射綫吸收），研究瞭壓力誘導的層間堆疊變化、狄拉剋錐的遷移以及絕緣體到金屬的轉變壓力。重點分析瞭壓力對材料維度的影響，以及如何利用應力場來設計具有特定電子特性的新型二維超導體。 --- 第二部分：先進功能材料的極端環境設計與製備（約 600 字） 本部分將理論模型轉化為可工程化的材料製備工藝，強調功能性與環境適應性的協同設計。 第四章：增材製造（AM）在陶瓷基功能件中的缺陷控製與微觀結構均勻性 針對激光選區熔化（SLM）或電子束熔化（EBM）製備高純度氧化鋁、氮化矽等結構陶瓷和功能陶瓷的挑戰。詳述瞭工藝參數（激光功率、掃描速度、粉末粒徑分布）對熔池液態動力學的影響，以及由此導緻的孔隙率、未熔閤缺陷與殘餘應力的形成機製。提齣瞭基於計算流體力學（CFD）的熔池模型，用於優化 AM 路徑，實現具有超細晶粒和低各嚮異性的功能梯度結構。 第五章：高熵陶瓷（HECs）的快速燒結與晶界工程 重點介紹利用放電等離子燒結（SPS）技術製備高熵陶瓷，以應對傳統燒結方法難以剋服的晶界擴散受限問題。闡述瞭瞬時高壓和高電流密度如何激活晶界區域的快速緻密化。詳細對比瞭 SQS（近程有序結構）模型與實驗觀測，討論瞭如何通過調控晶界處的化學成分偏析，來抑製高溫下的晶界開裂和晶界相析齣，從而提高材料的斷裂韌性和耐熱衝擊性。 第六章：等離子體與化學氣相沉積（PECVD）中薄膜的應力管理與界麵粘附 針對在半導體器件、光電器件中使用的介電薄膜或功能塗層。分析瞭沉積過程中等離子體能譜、反應物流量比對薄膜內部張應力或壓應力的影響。提齣瞭多層交替沉積技術來有效“緩衝”界麵應力，顯著提高塗層在劇烈溫度循環下的附著力。研究瞭等離子體刻蝕與清洗對界麵粗糙度的影響，並利用原子力顯微鏡（AFM）和橢偏儀監測界麵質量。 --- 第三部分：麵嚮尖端工程的應用實例與性能驗證（約 500 字） 本部分聚焦於材料科學成果在航空航天、能源轉換和深空探測等高技術領域的具體應用案例和嚴苛的測試標準。 第七章：耐超高溫熱防護係統（TPS）的燒蝕行為與壽命預測模型 針對再入大氣層或高超音速飛行中的材料失效問題。研究瞭碳-碳復閤材料（C/C）與陶瓷基復閤材料（CMC）在超音速氣流和氧化氣氛下的氣動熱燒蝕動力學。引入瞭耦閤反應-擴散-傳熱的數值模型，精確預測材料的質量損失率和錶麵形貌演變。重點討論瞭新型抗氧化塗層（如鉿酸鹽或硼化物）在極端熱流密度下的熱穩定性與化學惰性。 第八章：深空環境（真空、輻射）下聚閤物與復閤材料的輻照老化與材料選擇 考察瞭在真空、高能粒子（質子、電子）輻照環境（如人造衛星或深空探測器）下，聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能聚閤物的力學性能衰減。通過加速老化實驗，分析瞭主鏈斷裂、交聯反應對楊氏模量和衝擊韌性的影響。提齣瞭基於分子動力學模擬的輻射損傷纍積模型，用於指導空間結構件的材料選型與防護設計。 第九章：先進儲能器件在寬溫域操作下的電化學穩定性 應用於電動汽車電池、超級電容器等領域。探討瞭固態電解質與高電壓正極材料在低於 -40°C 和高於 60°C 環境下的電化學窗口收縮與鋰枝晶生長問題。詳細分析瞭固-固界麵離子電導率隨溫度變化的非綫性特性，並介紹瞭通過添加離子液體或界麵修飾層來拓寬材料安全操作溫度範圍的前沿策略。 --- 結語 本書的價值在於係統地整閤瞭材料微觀結構調控、極端環境下的物理化學響應以及麵嚮工程應用的解決方案，為讀者理解和攻剋新一代功能材料在嚴酷工況下的設計瓶頸提供瞭堅實的理論基礎和實踐指導。全書強調跨學科的交叉融閤，特彆是材料物理、計算科學與先進製造技術的深度結閤。

評分☆☆☆☆☆

拿到《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》這本書，我立刻被其深邃的學術氣息所吸引。盡管我可能不是直接的海洋工程專傢，但對於“非綫性動力學”這個概念本身就充滿瞭濃厚的興趣。我知道，在物理和工程領域，許多最有趣、最復雜、也最貼近現實的現象都源於非綫性，而綫性模型往往隻能提供一個近似的視角。這本書的書名直接點齣瞭其核心內容，即深入探究海洋工程領域中的非綫性動力學原理，並介紹相應的解決技術。我猜想，書中一定會涉及一些復雜的數學工具，比如李雅普諾夫穩定性理論、分岔理論、混沌理論等，這些都是描述非綫性係統行為的關鍵。而將其應用於海洋工程，就意味著需要將這些抽象的理論與具體的物理場景相結閤，例如，如何理解和預測波浪激發的復雜運動，如何分析結構在非綫性力作用下的響應，甚至是如何規避可能發生的災難性失效。我特彆好奇的是，作者是如何組織這些內容的，是按照理論的層層遞進，還是按照具體工程問題的分類？書中會不會有很多公式和推導？作為一名對理論感興趣但又希望看到實際應用的讀者，我希望能在這本書中找到理論的嚴謹性和工程的實用性之間的完美平衡。

評分☆☆☆☆☆

《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》這個書名，讓我聯想到瞭一種挑戰性的學術探索。我一直覺得，海洋工程本身就是一個充滿變數和不確定性的領域，而“非綫性動力學”更是將這種復雜性推嚮瞭一個新的高度。這意味著，這本書的內容很可能涉及一些非常規的、非綫性的數學模型和分析方法，來處理諸如海浪的破碎、船舶的劇烈搖晃、或者海洋結構物在極端載荷下的變形等現象。我最想瞭解的是，書中是如何將這些抽象的數學理論具體化為能夠指導工程實踐的工具的。比如，它會不會介紹一些非綫性動力學中特有的現象，像是吸引子、倍周期分岔、或者混沌行為，以及這些現象在海洋環境中的具體體現？還有，書中提供的“方法”又是指哪些？是數值計算方法，還是實驗驗證的手段？如果書中能夠提供一些實際的案例分析，比如某個大型海上平颱的動力學設計，或者某種新型海洋交通工具的穩定性評估，那將極大地提升這本書的價值。我希望它不僅能讓我理解“為什麼”會發生這些非綫性現象，更能告訴我“如何”去應對它們，從而提高海洋工程的安全性和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》這個書名，就給我一種深邃且實用的感覺。我並非海洋工程領域的專業人士，但對於“非綫性動力學”這個概念本身就充滿瞭敬畏和好奇。我理解，現實世界中的許多物理過程，尤其是在海洋環境中，都充滿瞭非綫性的本質，這意味著簡單的綫性疊加原理無法準確描述其行為。這本書的齣現，正是我希望能夠深入瞭解這些復雜過程的契機。我猜想，書中會從基礎的數學理論齣發，解釋非綫性動力學在海洋工程中的必要性，然後逐步引入具體的理論模型和分析工具。我特彆期待能夠看到，作者是如何將抽象的數學公式轉化為能夠指導實際工程設計和風險評估的知識。例如，書中是否會討論關於海洋結構物在風、浪、流等多耦閤作用下的非綫性響應？又或者，是如何利用非綫性動力學的方法來研究海洋哺乳動物的運動軌跡，或是分析海洋資源勘探過程中的動力學挑戰？我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，更能提供切實可行的“方法”，幫助我理解和解決那些在海洋工程領域中看似難以捉摸的動力學問題。

評分☆☆☆☆☆

單看《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》這個書名，就足以勾起我極大的好奇心。我一直對物理世界中那些看似混亂卻又遵循某種規律的現象著迷，而“非綫性動力學”正是描述這類現象的利器。當它與“海洋工程”相結閤時，我立刻想到的是那洶湧澎湃的海洋，以及在其中運行的各種復雜結構。我預測這本書一定深入探討瞭海洋環境中固有的復雜性和不確定性，以及它們如何影響工程結構的行為。例如，海浪並非簡單的正弦波，它的傳播和變形過程中充滿瞭非綫性效應。船舶的運動，尤其是在惡劣天氣下，更是難以用簡單的綫性方程來描述。這本書會不會解釋這些非綫性的來源，以及它們如何導緻一些意想不到的動力學行為？我尤其關心書中會提供哪些“方法”來應對這些挑戰。是全新的數學分析框架，還是更先進的計算機模擬技術？我希望它能為工程師們提供一套切實可行的工具，幫助他們更準確地預測和控製海洋工程結構在各種工況下的響應，從而確保設計和運營的安全。這本書聽起來就像是一把鑰匙，能夠打開理解海洋復雜動力學世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就非常有分量，《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》。我拿到書的時候，第一感覺就是它肯定不是那種輕鬆愉快的讀物，而是要沉下心來，跟著作者的思路去探索深邃的科學世界。我最開始關注的是它“非綫性動力學”這個概念，我知道現實世界中很多現象都是非綫性的，比如海浪的傳播、船舶的搖擺，這些都不是簡單的綫性關係能夠完全描述的。這本書似乎就是要揭示這些復雜現象背後的數學規律，用嚴謹的理論去構建模型，再通過先進的方法去解決實際工程問題。我好奇的是，書中會對哪些具體的海洋工程問題進行深入分析？比如，在極端天氣條件下，大型海洋結構物（如海上油平颱、風力發電機基礎）的響應會呈現齣怎樣的非綫性特徵？作者是如何將抽象的非綫性動力學理論與這些具體的工程場景聯係起來的？我特彆想知道，書中會不會涉及到一些數值模擬的技巧，比如有限元分析或者其他專門用於處理非綫性問題的數值方法，因為這對於工程師來說是非常實用的。而且，“理論與方法”這個錶述也暗示瞭這本書既有理論的深度，也有實踐的指導性，這正是我作為一名工程從業者所看重的。它會不會在理論部分講解非綫性微分方程的解法，或者一些力學模型，然後在方法部分介紹如何將這些理論應用於實際的計算和設計中？我對此非常期待。