海洋工程領域有哪些經典的教材(涉及傳統力學結構、機械電子、信息技術等各方面)?
包括但不限於國內。海洋工程蠻冷的,也不曾進入大眾視野(單單看看知乎、微博等各專業討論熱度比對就知道了)。。但是力學結構、機械電子、計算機通信、石油能源等領域綜合交叉的學科,蠻有發展潛力的,至少不輸航空航天吧。
謝邀。
我專業方面的書閱讀量比較小,另外受research範圍的限制,我就推薦幾本我看過的很基礎的書,這些書也基本是幾個作者常年教學所積累的lecture notes總結而成。
Marine Hydrodynamics, John N. Newman, MIT Press,入門水動力基礎書
Sea Loads on Ships and Offshore Structures, O M. Faltinsen, Cambridge University Press, 這本可以在基本掌握Newman書里的hydrodynamics基礎之後作為了解海洋工程wave-structure interaction的進階書。Faltinsen還寫過一本書sloshing,這個更加側重於針對specific topic非常專業的深入的研究,估計做這方面research的人應該會去看的吧。
Ocean Waves and Oscillating systems, Johnnes Falnes, Cambridge University Press, 我最近正在看的一本,私以為想做wave energy領域的人肯定會看Falnes的這本書作為基礎,當然他發表的關於wave energy相關的paper也是必讀。
Ocean Waves: The stochastic Approach, Michel K. Ochi, Cambridge University Press, 同前面兩本側重於wave-structure interaction不同,這本書側重於講ocean wave本身,書名已經很確切的總結了本書的內容。個人感覺是了解ocean wave的必讀之一。
另外,國內也有幾本教材可以推薦。
船舶在波浪上的運動理論。劉應中,繆國平。上海交通大學出版社。這個也是交大研究生課程的教材,我們在校內的時候用的都是綠皮本,不知道新書有沒有的賣,這本書對了解勢流理論,船舶(無航速+系泊就是海洋平台了)在 波浪上運動講的非常清晰透徹,比上面Faltinsen那本書具體的數學模型和推導更細緻,在我看過的國內教材里算是很好很好的。
船舶結構力學。陳鐵雲,陳伯真。這本教材是本科上結構力學的教材,當時用的是校內內部教材,簡樸的綠皮書。當時上課的時候作為陳老關門弟子的某老師說想重新出版這本書(當時可能是因為作者去世,所以有版權問題吧),不知道現在新書出版了沒。雖然現在research已經很久不涉及結構的東西了,這本書作為船舶結構力學方面的經典教材還是沒問題的。(鑒於交大船工是船舶和海工不分家的,我就把船舶的這塊也帶上了)
海洋工程水動力學實驗研究。楊建民。上海交通大學出版社。雖然推銷自己實驗室出的書很不好意思T.T,不過真正的能做深水試驗的海洋深水池世界上也就這麼幾家,這本書作為了解深水試驗的原理,基本實驗設計和步驟,海洋深水池的設備的基礎書籍,也是很有價值的了。
以上。如題主所述,海洋工程是個很龐大的系統,我受閱讀量和自己research領域所限,基本上就推薦這幾本了。期待有人介紹一些computational的經典教材,比如結構的FEM,流體的CFD,還有riser, mooring這些方面。不過這個領域喜歡寫教材或者書的大牛不太多。PS: C.C.Mei還有兩本書,一本The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves,一本Mathematical Analysis in Engineering,前面那本wave的還沒看過,在腦子裡的虛擬書單里(大概什麼時候覺得為了research一定要看的時候會去看的=。=),後面那本math的書有電子版,嘗試看過,對我來說實在是太數學了(可能在大牛眼裡就是一本基礎的工具書而已,反正一直在被各種數學碾壓,已經沒有翻身之地了,淚目)。
說兩個結構專業的。
船舶結構力學手冊
本書由俄羅斯克雷洛夫研究所編著。由國內老船舶專家徐秉漢翻譯。三卷內容把結構專業的各種力學問題包括靜力動力振動等等都囊括進去了,上千頁的力學磚頭書有興趣可以當參考書翻翻看。當然毛子的教材比較偏艦船,對數學要求非常高(毛子數學都變態),年頭也有些老,在海工專業領域還是弱一些。不過看透這本書,那不成仙也成精了。
羅氏應力應變手冊
本書是機械工程領域的經典工具書。內容囊括了應力分析的各個方面,深入淺出。還輔以大量的例題和圖表供快速計算,良心之作。適合在工作需要及茶餘飯後的時間翻翻看看,很值得一讀的。另外這幾年國內也有些新出版的關於平台的專著,不知道內容如何,如果能拿來看看也無妨。
樓上推薦的很多了,補充一下CFD方面的兩本經典書籍:
An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method」 by Versteeg and Malalasekera
「Computational Methods for Fluid Dynamics」 by J.H. Ferzigerand M. Peric
CFD中紊流模型:
Turbulence Modeling for CFD
偏理論和實驗方面,偏小尺度結構流體作用:
Hydrodynamics around cylindrical structures
紊流理論的書:
A first course in turbulence, MIT Press.
Finite Element Procedures
我來推薦一些力學以外的吧。
Signals and systems+Signal processing 從更抽象更generic的系統的角度看問題。
Design and analysis of feedback systems + Applied nonlinear control 控制系統的基礎。e.g.航向、艏向保持,橫搖穩定,dynamic positioning
Applied optimal control: 將最優化的思想應用到外形設計和控制中。e.g.如何用最優化的理論設計阻力係數最小的翼型
Planning Algorithms 路徑規劃的基礎 e.g. autonomous vehicle path planning, offshore operation planning
謝謝樓上大神的分享,還有MIT的大神。哈哈
上面分享有結構,有水動力等,這兩個領域是海洋工程大拿。
我分享海洋工程領域另一個蛋糕:海洋岩土。海洋岩土是實踐性很強的學科,國內之前在海洋石油方面比較弱,自然這方面發展也比較弱(可以等同於0)。
國際目前比較厲害的幾個研究機構:
NGI(挪威土工所,絕對堪比NTNU);
英國的幾所大學:Oxford,cambridhe,Imperial College London;
丹麥和德國也有研究機構,不過沒有英國的famous;
美國的話就知道德州農工、休斯頓大學(這個有點牽強);
還有這幾年的西澳大學(UWA),國內還多的留學生、老師在那。
國內這幾年也正奮起直追,浙大的海洋岩土算是最高水平了(客觀的說,也就那麼回事),其他天大,大工只能是so-so。這個也不賴大學,本來海洋岩土就是實踐性很強的學科,說了一大堆,沒有實際工程檢驗,有什麼卵用。而且在海里取一個土樣可是要很多,很多money,更不要說深海了。
最下面有我的推薦的海洋岩土書籍,我估計全世界也就這麼幾本了,好消息是我都有,需要電子版的發郵箱哈!
1. 《Handbook of Offshore Engineering》
水動力部分:
1. Hydrodynamics of Offshore Structures
by S.K. Chakrabarti (Author), S. K. Chakrabarti
2. The Theory and Practice of Hydrodynamics and Vibration
by Subrata K Chakrabarti (Author)
3. Sea Loads on Ships and Offshore Structures
by O. Faltinsen (Author)
4. Marine Hydrodynamics
by J. N. Newman (Author)
5. Offshore Hydromechanics (Free Download)
by J.M.J. Journée and W.W. Massie
結構動力部分:
1. Mechanics of wave forces on offshore structures
by Turgut Sarpkaya (Author)
2. Dynamics of Offshore Structures
by James F. Wilson (Editor)
3. Ship-shaped Offshore Structures: Design, Building, and Operation
by Jeom Kee Paik (Author), Anil Kumar Thayamballi (Author)
船體部分:
1. Introduction to Naval Architecture
by Thomas C Gillmer (Author), Bruce Johnson (Author)
2. Introduction to Naval Architecture, Fourth Edition: Formerly Muckle"s Naval Architecture for Marine Engineers
by E. C. Tupper (Author)
3. Principles of Naval Architecture: Stability and Strength
by Edward V. Lewis (Editor)
4. Principles of Naval Architecture: Resistance, Propulsion and Vibration
by Edward V. Lewis (Editor)
5. Principles of Naval Architecture: Motions in Waves and Controllability
by Edward V. Lewis (Editor)
海底管道和立管部分:
1. Offshore pipelines
2. Design And Installation Of Marine Pipelines (Hardcover)
3. Pipelines and Risers (Elsevier Ocean Engineering Series) (Hardcover)
4. Mechanics of Offshore Pipelines, Volume 1: Volume 1 Buckling and Collapse (Hardcover)
5. Subsea Pipeline Engineering (Hardcover)
by Andrew C. Palmer (Author), Roger A. King (Author)
流動保障部分:
1. Computational Rheology for Pipeline and Annular Flow, Non-Newtonian Flow Modeling for Drilling and Production,
and Flow Assurance Methods in Subsea Pipeline Design
建造部分:
1. Construction of Marine and Offshore Structures, Third Edition
by Jr, Ben C. Gerwick (Author)
模型試驗部分:
1. Offshore Structure Modeling (Advanced Series on Ocean Engineering
by Subrata K. Chakrabarti (Author)
海洋岩土部分:
1.Offshore Geotechnical Engineering
by Mark Randolph and Susan Gourvenec
這本書是西澳大學的兩位世界級海洋岩土專家編著,是市面上最新的著作(2011),非常具有參考價值。
如有需要郵箱聯繫我!
2.Handbook for Marine Geotechnical Engineering
By David Thompson and Diane Jarrah Beasley
3.Offshore Geotechnical Engineering:principles and practice
By E.T.R. Dean
這本書也是最近出版的(2010),和Mark Randolph那本算是海洋岩土領域的唯有的兩本神書!
4.Submarine Mass Movements and Their Consequences(2004 2005 2007 2009 2012 2014)
這幾本書是會議論文集,主要海底工程地質!在道客巴巴上能找到幾本!
5.《FRONTIERS IN OFFSHORE GEOTECHNICS》(2005、2010)
這兩本書也是會議論文集,前兩次會議西澳大學舉辦的,是目前海洋岩土領域的OTC。第三屆將於2015年,由NGI(海洋岩土領域的頂級研究所)
在挪威舉辦!
6.《offshore site investigation and geotechnics》(1978-2012)這本也是會議論文集,是海洋岩土界最早的一本著作,每五年出舉辦一次
,同樣出版一本會議論文集,很具有參考價值。
海底管道和立管部分:
1. Offshore pipelines
2. Design And Installation Of Marine Pipelines (Hardcover)
3. Pipelines and Risers (Elsevier Ocean Engineering Series) (Hardcover)
4. Mechanics of Offshore Pipelines, Volume 1: Volume 1 Buckling and Collapse
5. Subsea Pipeline Engineering (Hardcover) by Andrew C. Palmer (Author), Roger A. King (Author)
6.SUBSEA PIPELINEINTEGRITYAND RISKMANAGEMENT by Bai Yong and Bai Qiang
流動保障部分:
1. Computational Rheology for Pipeline and Annular Flow, Non-Newtonian Flow Modeling for Drilling and Production, and Flow Assurance Methods in Subsea Pipeline Design
建造部分:
1. Construction of Marine and Offshore Structures, Third Edition by Jr, Ben C. Gerwick (Author)
模型試驗部分: 1. Offshore Structure Modeling (Advanced Series on Ocean Engineeringby Subrata K. Chakrabarti (Author)
海洋岩土部分:
1.Offshore Geotechnical Engineering by Mark Randolph and Susan Gourvenec這本書是西澳大學的兩位世界級海洋岩土專家編著,是市面上最新的著作(2011),非常具有參考價值。如有需要郵箱聯繫我!
2.Handbook for Marine Geotechnical EngineeringBy David Thompson and Diane Jarrah Beasley
3.Offshore Geotechnical Engineering:principles and practiceBy E.T.R. Dean這本書也是最近出版的(2010),和Mark Randolph那本算是海洋岩土領域的唯有的兩本神書!
4.Submarine Mass Movements and Their Consequences(2004 2005 2007 2009 2012 2014)這幾本書是會議論文集,主要海底工程地質!在道客巴巴上能找到幾本!
5.《FRONTIERS IN OFFSHORE GEOTECHNICS》(2005、2010、2015)這兩本書也是會議論文集,前兩次會議西澳大學舉辦的,是目前海洋岩土領域的OTC。第三屆將於2015年,由NGI(海洋岩土領域的頂級研究所)在挪威舉辦。哈哈哈,剛剛把今年會議論文集下載完,竟有1397頁,汗…………
6.《offshore site investigation and geotechnics》(1978-2012)這本也是會議論文集,是海洋岩土界最早的一本著作,每五年出舉辦一次,同樣出版一本會議論文集,很具有參考價值。擦!樓上該說的都說了,基本上涵蓋了所有的基礎領域,我推薦幾本其他的吧:
Undersea Lightware Communications, Runge and Trischitta, IEEE Press: 主要講水下光纜通信的,不算傳統海洋工程範疇,我最近在做海底觀測站項目,所以還是非常handy的。
The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves. C.C.Mei, Singapore: World Scientific. 水波力學寶書,樓上好像沒人提到?
Mechanics of Wave Forces on Offshore Structures, Sarpkaya and Isaacson. Out of Press. 這本書已經不再重印了,標題對內容的概括已經很到位。這本書在老一輩海洋工程研究人員心目中地位很高,亞馬遜二手價150刀。
Handbook of Mathematical Functions, Abramowitz and Stegun. 這本書網上有pdf, 水動力學理論研究必備的數學工具書。正在跨專業考研,逃離船海的大四狗來回答下
1.《船舶原理(上)》《船舶原理(下)》(這兩本包括了《船舶靜力學》《船舶推進》《船舶阻力學》《船舶運動學》)
2.《船舶結構力學》
3.《船舶設計原理》
4.《船舶造船史》
5.《船舶工藝學》
6.《理論力學》
7.《材料力學》
8.《海洋平台設計原理》
9.《有限元分析》
10.《船舶電氣設備與系統》
11.……
補充一個Subsea Engineering方面的:
Subsea Engineering Handbook by Yong Bai; Qiang Bai
本人做流固耦合偏結構動力學方向,下面簡單列舉一些我覺得對於這方面research比較好的教材(之前大家推薦的教材我就盡量不羅列了)
1. Hydrodynamics of Offshore Structures by S.K. Chakrabarti 水動力學方面的大師
2. Flow induced vibrations by Robert D. Blevins 渦激振動方面的權威書籍
3. Hydroelasticity of ships by R.E.D. Bishop W.G. Price兩位都是水彈性領域的大牛
4. Finite element procedures by K.J. Bathe. MIT 的大牛老師,上課思路極為清晰,在結構有限元數值計算方面做出來巨大貢獻。
另外,國外做海工的很多都做acoustics and sensing. 這個領域的書應該很多。最近組裡要求我看了一本組裡多年前師兄寫的sound propatation-- an impedance based approach.這本書可以作為acoustics的入門教材。
結構初級:材料力學,船舶結構力學
結構進階:海洋平台強度分析,海洋石油工程設計指南-4,
結構高階:Handbook of Offshore Engineering,海洋工程結構動力學-唐友剛,海洋工程水動力學-bernard
Dynamics of Offshore Structures James F. Wilson
不多解釋,看完就知道好壞了
我來美國讀書,帶了幾本書,其中一本就是海洋科學導論。。
和樓上各位大神相比弱爆了,但是會覺得基礎要打好才是重點。
推薦兩個網站
MIT open courseware
Courses | MIT OpenCourseWare
這是麻省理工開放課程網站,有理工科各專業課程,每門課都有推薦的教材
libgen.org
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