船舶推进器水动力学

《船舶推进器水动力学》是《现代船舶力学》丛书中的一册。《船舶推进器水动力学》论述现代船舶推进器理论，它反映了近30年国内外研究工作者的优秀成果，可作为一本现代船舶推进器理论的高等参考书或高等教材。《船舶推进器水动力学》各专题的详细题目可在目录中看到。《船舶推进器水动力学》包含推进器的升力面理论、面元法、空泡流、粘流中的计算流体力学，以及理论设计方法的现代发展趋向。升力面理论述及到螺旋桨和对转螺旋桨的定常与非定常理论，三维条件下厚度影响的精确处理，以及各种近代的螺旋桨尾流模型和涡分离模型。面元法包括了螺旋桨、调距桨和导管推进器的定常与非定常的面元法。空泡螺旋桨表面周围空泡区及桨的水动力预报的数值方法在《船舶推进器水动力学》中也有详细阐述。《船舶推进器水动力学》还有两个特色方面是对螺旋桨在粘流中的计算流体力学（CFD）方法作了介绍，以及对螺旋桨理论设计方法的现代发展趋向也作了介绍。螺旋桨的CFD是近代发展中的一个重要方面。虽然它已可提供很有用的计算手段，这些手段用势流方法是做不到的，但现在在实际螺旋桨设计工作者中，还不普遍熟悉及应用。《船舶推进器水动力学》有一章介绍了计算流体力学的网格生成、湍流模式、数值方法、以及螺旋桨RANS方程的数值求解以计算出螺旋桨在粘流中的性能，它不但可预报螺旋桨的敞水性能并可预报与船体相互作用下的性能。用新型叶剖面设计来改进螺旋桨空化性能，以及用粘流与势流耦合的概念发展新的螺旋桨理论设计方法来提高设计的精确度，也均为当今重要的发展趋势。在《船舶推进器水动力学》最后一章对这两方面作了阐述。由于《船舶推进器水动力学》某些内容涉及到一些比较高深的流体力学基础，这些在大多数流体力学教科书中没有包含。因此《船舶推进器水动力学》有一章作为这方面流体力学的补充知识，以使阅读《船舶推进器水动力学》容易些。

第一章 绪论 参考文献 第二章有关流体力学基础的补充 2.1 柱坐标系及运动坐标系中的流体动力学方程 2.1.1 在与空间固定的坐标系中的方程式 2.1.2 在运动坐标系中的方程式 2.2 从涡量场及速度的散量场确定速度场 2.3 奇点面分布的一些重要特性 2.3.1 源汇分布 2.3.2 偶极子的面分布 2.3.3 涡片 2.3.4 比奥-萨瓦(Biot—Sawart)定律 2.3.5 偶极子片与涡片之间的等价关系 2.4 格林定理(Green's Theorem)的应用 2.5 作用于物体上的定常和非定常的力及力矩 参考文献 第三章 螺旋桨的升力面理论 3.1 概述 3.2 螺旋桨几何形状的数学表达 3.3 螺旋桨的边界条件 3.4 螺旋桨的升力面模型 3.5 考虑叶片厚度的边值问题 3.5.1 常用的处理方法 3.5.2 精细的处理方法 3.6 处理螺旋桨升力面边值问题的概念 3.7 叶面区内的涡系模型及离散化 3.7.1 涡格的生成 3.7.2 叶梢分离涡模型 3.7.3 导边分离涡模型 3.8 尾流区内的涡系模型 3.8.1 详细决定尾涡模型的方法 3.8.2 决定尾涡变形的简化方法 3.9定常问题涡系的诱导速度计算 3.10 源分布的诱导速度计算 3.11 定常问题的正问题求解 3.12 水动力计算 3.13 螺旋桨的升力面设计计算方法 3.14 非定常机翼的涡系 3.15 螺旋桨非定常升力面模型 3.16 螺旋桨非定常升力面问题的求解 3.16.1 涡格的建立 3.16.2 其他叶片（包括它们的尾涡片）上的奇点布置 3.16.3 Kutta条件的处理 3.16.4 在控制点上的法向诱导速度计算及边值问题的方程式 3.16.5 在时域中的分步计算 3.17 作用于桨叶上的非定常水动力 3.17.1 轴承力 3.17.2 伴流场的谐调分析一 3.17.3 轴承力的频率特征及与伴流场的偶合效应 3.18 升力面理论的准连续计算方法 3.19 桨毂影响的处理 3.20 对转螺旋桨的升力面理论计算方法 3.20.1 对转螺旋桨定常化的升力面理论计算法 3.20.2 均匀来流中对转螺旋桨非定常升力面理论计算法 3.20.3 非均匀来流中对转螺旋桨非定常升力面理论计算法 3.20.4 对转螺旋桨非定常水动力的频率 3.20.5 对转螺旋桨非定常水动力计算 参考文献 第四章 螺旋桨的面元法 4.1 概述 4.2 螺旋桨面元法的基本积分方程及边界条件 4.2.1 螺旋桨定常面元法的基本积分方程及边界条件 4.2.2 螺旋桨非定常面元法的基本积分方程及边界条件 …… 第五章 基于粘流理论的螺旋奖CFD计算方法 第六章 螺旋桨空泡流的势流方法 第七章 现代船舶推进器的设计方法及其发展趋势 附录1 直线涡段的诱导速度 附录2 源线段的诱导速度 附录3 在螺旋奖拱弧面上·A的计算公式

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