遊艇設計與實踐研究：伯爵號80英尺商務遊艇的設計與展示（簡體書）
商品資訊
商品簡介
主要從影響遊艇設計的因素和根據大數據獲得的符合中國人審美和生活習慣出發，分別使用了Rhino、 Maxsurf、Ansys、Aqwa、Fluent、Flow-3D、Matlab以及3dMax等工具進行了遊艇的造型設計、總體設計、船體性能分析優化、結構設計、推進裝置設計、主要設備的選取方法以及三維立體互動展示方法。提出了一整套自主知識產權的遊艇設計方法。
作者簡介
辛峻峰，男，1982年生，中國海洋大學船舶與海洋工程專業博士學位畢業，2010年美國羅德島大學訪問學者，現任青島科技大學機電學院船舶與海洋工程遊艇專業負責人、遊艇研發中心副主任、青島銀海旅遊集團公司副總經理。發表SCI/EI檢索論文10篇；擁有10項實用新型專利、2項發明專利（①應用於淺海導管架海洋平臺上的遠程無線振動檢測裝置，②基於ARM的無人船控制系統，③海洋結構振動探測系統，④海洋水面風速加速感應裝置，⑤螺旋減搖儀，⑥海洋平臺結構安全檢測系統軟件，⑦遊艇控制系統，⑧港口安全一體化只能控制云平臺系統，⑨海洋用過水面加速檢測定位報警系統，⑩遊艇外觀）；承接青島城鄉建設委員會課題“智能城市建筑結構安全監測信息系統”項目、山東省旅遊局課題“山東省遊艇產業發展專題調研及遊艇俱樂部服務標準制定項目”、交通運輸部課題“交通運輸部科技項目“船聯網傳輸網絡關鍵技術研究”通信物理節點設備測試”項目；出版專著《設計與實踐：海狼號60英尺商務遊艇的設計與展示》（上海交大出版社出版）一本。
序
伴隨著造船工業與科技的大發展，著眼於滿足人們不斷探索海洋，以及拓展高端休閑、冒險探奇的需要，遊艇產業應運而生。我國海岸線長，擁有6000餘座島嶼，優良港灣、江河、湖泊眾多，水域資源極其豐富，具有發展遊艇產業的天然優勢。隨著人們收入的提高，消費觀念的轉變，遊艇休閑活動已逐漸進入人們的日常生活，遊艇俱樂部如雨後春筍般拔地而起，具有親水、休閑、時尚、運動、健身等特點的遊艇產業逐漸升溫。2016年國家發展和改革委員會、國家旅遊局《關於實施旅遊休閑重大工程的通知》，國務院《“十三五”旅遊業發展規劃》等文件中，都多次提到要借力旅遊來推動遊艇產業的發展。各沿海省市相繼發布了推動遊艇產業全面發展的相關政策，中國遊艇產業具有巨大的發展潛力。
遊艇產業是產業經濟高端化、社會消費現代化的體現，其產業鏈涉及研發設計、制造、銷售、使用、保養、修理、管理等一系列活動，遊艇研發與設計是遊艇產業中的重要環節。但目前國內市場上與遊艇研發和設計相關的書籍並不多，需要更多的圖書幫助產業發展。
本書基於《遊艇入級與建造規範》，分別使用Rhino、MAXSURF、ANSYS、MATLAB以及3ds Max等工具展示了“海狼”團隊自主設計研發的伯爵號80英尺商務遊艇的設計與展示方法，其中包括遊艇的造型設計、總體設計、船體性能分析優化、結構設計、推進裝置的設計及匹配、電氣設計、主要設備的選取方法以及模型制作等各個環節。
伯爵號80英尺商務遊艇的設計和展示方案曾獲得第五屆中國帆船遊艇設計大賽一等獎、第三屆“太陽鳥杯”全國遊艇設計大賽一等獎以及全國船舶與海洋工程設計大賽一等獎等諸多榮譽。
在本書的編寫過程中,得到了張子捷、李世鑫、薛冰、孫鑫、任召鑫、趙博文、曲德才等人的幫助，在此向他們表示感謝。
本書力求全面反映中型遊艇的設計分析解決方案,然而限於作者水平，書中難免存在不足之處，懇請讀者提出寶貴意見。
作者
2019年12月遊艇設計與實踐研究——伯爵號80英尺商務遊艇的設計與展示
目次
目錄
第1章遊艇概述1
1.1認識遊艇1
1.1.1遊艇的定義1
1.1.2遊艇的分類1
1.2遊艇發展史8
1.2.1第一階段： 經典沿襲和現代遊艇萌發期8
1.2.2第二階段： 現代遊艇成長期8
1.2.3第三階段： 世界遊艇高速發展期9
1.2.4第四階段： 穩定成熟期9
1.3遊艇設計的影響因素10
1.3.1消費需求10
1.3.2舒適性10
1.3.3安全性11
1.3.4藝術性11
1.3.5設計靈感與實際性11
1.4遊艇設計現狀與趨勢11
1.4.1國外遊艇設計現狀11
1.4.2國內遊艇設計現狀12
1.4.3遊艇設計發展趨勢12
第2章總體設計16
2.1外觀造型設計16
2.1.1造型與功能18
2.1.2造型與材料工藝18
2.1.3造型與品牌19
2.1.4造型與美學20
2.1.5造型與船舶原理22
2.2遊艇造型23
2.2.1船體造型影響權重24
2.2.2伯爵號外觀設計25
2.3內裝藝術設計28
2.3.1船艇內裝設計28
2.3.2遊艇各部分空間的設計要點34
2.3.3遊艇內裝模塊化建造過程37
2.4實例解析38
2.4.1奔馳汽車與遊艇38
2.4.2Zaha Hadid——建筑與遊艇39
2.4.3阿斯頓·馬丁——品牌與遊艇40
2.4.4遊艇仿生設計42
2.5伯爵號遊艇設計實踐42
2.5.1建模思路及流程介紹43
2.5.2內裝設計流程及思路解析45
2.5.3材質設置和背景設置中的注意事項46
2.5.4渲染功能的使用及後處理47
2.5.5遊艇效果圖演示47
第3章船體性能分析48
3.1行業軟件介紹與比較48
3.1.1常用船舶設計軟件介紹48
3.1.2同類軟件比較49
3.2AQWA簡介49
3.2.1AQWA基本理論50
3.2.2物理理論基礎50
3.3MAXSURF 20.0軟件介紹51
3.3.1MAXSURF八大模塊介紹51
3.3.2MAXSURF Modeler模塊54
3.3.3計算前期建模依據55
3.3.4單體建模基本步驟60
3.3.5三體船建模69
3.3.6MAXSURF Stability模塊94
3.3.7MAXSURF Motions模塊100
3.3.8MAXSURF Resistance模塊103
3.3.9耐波性計算步驟演示110
3.4各種裝載狀態下重量重心計算114
3.4.1空船的重量重心計算114
3.4.2空載到港重量重心計算116
3.4.3滿載出港重量重心計算116
3.4.4滿載到港重量重心計算116
3.4.5滿載出港具體步驟（以某一船型為例）117
3.5艙室劃分121
3.5.1定義艙室121
3.5.2艙室類型124
3.6穩性計算126
3.6.1初穩性計算126
3.6.2大傾角穩性計算132
3.6.3KN值計算142
3.7耐波性計算144
3.7.1船舶運動理論研究概述144
3.7.2橫搖模擬145
3.8基於AQWA的船體水動力學分析151
3.8.1頻域分析151
3.8.2時域分析159
3.9阻力估算164
3.9.1基於MAXSURF的阻力估算（阻力估算模塊）164
3.9.2基於Fluent的船舶阻力分析168
3.9.3以伯爵號為例進行基於Fluent的阻力分析171
第4章結構設計185
4.1艇體結構形式185
4.2玻璃鋼艇體結構設計的一般原則186
4.3艇體構件尺寸設計188
4.4伯爵號結構計算188
4.4.1材料及膠接方法188
4.4.2伯爵號遊艇的主要參數188
4.4.3總強度189
4.4.4艇重心垂向加速度189
4.4.5局部計算壓力191
4.4.6構件結構尺寸194
4.4.7桁材有效腹板面積199
4.4.8結構形式200
第5章船體有限元分析202
5.1有限元分析方法簡介202
5.1.1有限元分析的概念202
5.1.2有限元分析的意義203
5.1.3有限元分析的優點203
5.1.4有限元分析的缺點203
5.1.5有限元分析的方法步驟203
5.2有限元分析在船舶遊艇上的應用204
5.3ANSYS Workbench介紹205
5.3.1Workbench啟用方式206
5.3.2Workbench工作界面206
5.3.3Workbench 文件管理208
5.3.4單位制209
5.4基於ANSYS的伯爵號全船靜結構強度檢驗及優化分析209
5.4.1有限元模型建立209
5.4.2玻璃鋼材料設置方式213
5.4.3計算分析215
5.4.4結果輸出221
第6章推進裝置的設計及匹配224
6.1推進裝置設計方法圖解224
6.2主機設計226
6.2.1船體阻力的計算226
6.2.2推進幹擾因子228
6.2.3阻力與推力需求的平衡229
6.2.4推進裝置集成230
6.2.5主機特性與艇功率間的關係230
6.2.6推進器非最佳轉速的影響231
6.2.7規範中對主機的一般要求231
6.3軸的設計232
6.3.1強度要求232
6.3.2軸的直徑232
6.3.3軸材料233
6.4軸套233
6.5尾管及軸承234
6.6聯軸器234
6.7推進裝置的設計235
6.7.1高恩槳設計方法235
6.7.2利用Bδ型設計圖譜設計AU型螺旋槳239
6.7.3螺旋槳校核251
6.8伯爵號部分推進設計253
6.8.1伯爵號的基本數據253
6.8.2主機的確定254
6.8.3螺旋槳設計254
6.8.4傳動軸257
6.8.5聯軸器257
6.9基於PropExpert軟件的船機槳匹配258
6.9.1PropExpert軟件概述258
6.9.2以伯爵號為例的船機槳匹配物理模型的建立259
6.9.3以伯爵號為例PropExpert軟件選型261
6.10本章小結264
第7章電氣設計265
7.1生活電器265
7.1.1伯爵號生活電器配置265
7.1.2伯爵號遊艇空調選擇詳述269
7.2照明系統275
7.2.1正常照明系統275
7.2.2應急照明設計277
7.2.3探照燈和投光燈277
7.2.4伯爵號照明的設計與計算278
7.3通信和導航280
7.3.1無線電通信280
7.3.2導航系統281
7.3.3伯爵號通信導航的配備284
7.4電力系統286
7.4.1簡述286
7.4.2負載表的編制286
7.4.3遊艇電源種類和容量的確定287
7.4.4主發電機負載功率的確定288
7.4.5負載變化特性288
7.4.6蓄電池容量的確定289
7.4.7電源變壓器容量的確定289
7.4.8船用電力系統保護方式及裝置289
7.4.9船用配電裝置291
7.4.10船用電纜294
7.4.11伯爵號電力系統的計算與配備296
第8章觸發式陀螺減搖器300
8.1觸發式陀螺減搖器概述300
8.1.1陀螺減搖器分類300
8.1.2陀螺儀的安裝位置301
8.1.3觸發式陀螺減搖器的優點301
8.1.4觸發式陀螺減搖器的缺點301
8.1.5觸發式陀螺減搖器發展前景301
8.2陀螺減搖器工作與控制302
8.2.1隨機海浪仿真302
8.2.2船舶橫搖運動數學建模303
8.2.3陀螺減搖器與船舶聯合物理模型的建立304
8.2.4觸發式陀螺減搖器機械與控制模型的建立305
8.2.5相關建模軟件308
參考文獻309
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