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船用推进器的势流计算方法PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：胡健，常欣，王超编着
• 出 版 社：哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社
• 出版年份：2015
• ISBN：9787566111562
• 页数：193 页

图书介绍：本书详细介绍了船舶推进器的流体力学问题，采用势流理论分析了船用推进器的水动力特性，包括普通螺旋桨的水动力学、特种推进器的水动力学、推进器的空泡和噪声等船用推进器的关键科学问题。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：钢筋混凝土箱形薄壁桥梁文集下一篇：驾照是这样拿到的 《船用推进器的势流计算方法》目录 标签：推进器 编着 推进 计算 方法

第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 螺旋桨升力线和升力面理论1

1.3 面元法预报螺旋桨水动力性能3

1.4 螺旋桨空泡性能预报4

1.5 空泡噪声5

1.6 螺旋桨载荷噪声7

1.7 螺旋桨设计方法8

1.8 导管桨8

1.9 吊舱推进9

1.10 本书的主要工作11

第2章 螺旋桨的升力线理论13

2.1 升力线理论简介13

2.2 螺旋桨的旋涡模型14

2.3 螺旋桨涡系的诱导速度及诱导因子14

2.4 螺旋桨的推力和转矩计算20

第3章 螺旋桨的升力面理论23

3.1 概述23

3.2 叶片区内的涡系模型及离散化23

3.3 尾流区内的涡系模型及离散化25

3.4 局部坐标系的确定26

3.5 环量分布及源汇分布27

3.6 诱导速度及合速度的计算28

3.7 叶片拱弧面形状的确定32

3.8 水动力计算34

第4章 面元法预报螺旋桨的定常水动力性能37

4.1 面元法概述37

4.2 积分方程的建立38

4.3 螺旋桨的几何形状表达39

4.4 积分方程的数值解法39

4.5 数值计算结果42

4.6 影响计算结果的几个参数44

4.7 本章小结49

第5章 螺旋桨非定常水动力性能研究50

5.1 基本公式50

5.2 数值计算过程51

5.3 数值计算结果54

5.4 流场中螺旋桨诱导脉动压力的计算方法60

5.5 算例和结果63

5.6 本章小结65

第6章 螺旋桨载荷噪声计算66

6.1 引言66

6.2 Lighthill声学相似原理与FW-H方程66

6.3 FW-H方程的时域解68

6.4 螺旋桨噪声预报算例70

6.5 本章小结76

第7章 螺旋桨空泡性能预报77

7.1 概述77

7.2 计算原理77

7.3 数值求解方法80

7.4 数值计算结果82

7.5 螺旋桨空泡形态的试验研究85

7.6 螺旋桨空泡形态的软件模拟87

7.7 本章小结93

第8章 空泡噪声计算方法94

8.1 单空泡动力学模型94

8.2 双空泡动力学模型96

8.3 噪声模型97

8.4 常微分方程的数值求解98

8.5 节单空泡溃灭过程分析101

8.6 双空泡模型溃灭过程的分析110

8.7 本章小结117

第9章 螺旋桨设计118

9.1 升力线设计方法118

9.2 非线性升力线理论122

9.3 升力线理论设计实例129

9.4 基于升力面方法的螺旋桨设计132

9.5 升力面理论设计实例143

第10章 吊舱式推进器147

10.1 概述147

10.2 拖式吊舱推进器敞水性能研究147

10.3 船后吊舱推进器的水动力性能研究153

10.4 附鳍吊舱推进器的水动力性能分析158

第11章 导管螺旋桨的水动力性能165

11.1 导管螺旋桨定常性能预估165

11.2 导管螺旋桨定常面元法166

11.3 普通螺旋桨与导管螺旋桨性能对比169

11.4 导管螺旋桨定常性能计算结果174

11.5 导管参数对导管螺旋桨性能的影响182

11.6 本章小结185

参考文献186

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摘要：本文详细介绍了船用推进器的势流计算方法，通过分析其原理、计算方法、应用领域以及优势，旨在为相关领域的研究者和工程师提供参考。本文首先概述了船用推进器在船舶动力系统中的重要性，然后深入探讨了势流计算方法的基本原理和计算过程，最后分析了该方法在船舶设计、优化和性能评估中的应用。

1、原理概述

船用推进器是船舶动力系统中的关键部件，其性能直接影响船舶的航行速度和燃油消耗。势流计算方法是一种基于流体力学原理的计算方法，通过求解流体运动方程，预测推进器周围的水流场，从而评估推进器的性能。该方法的核心在于将复杂的流体运动分解为一系列简单的势流叠加，从而简化计算过程。

势流计算方法的基本原理是利用势函数描述流体运动，通过求解拉普拉斯方程得到势函数，进而得到速度势和流函数。在此基础上，可以进一步求解流体运动方程，得到推进器周围的水流场分布。这种方法具有计算简便、精度较高的特点，被广泛应用于船舶推进器的设计和优化。

此外，势流计算方法还可以结合数值模拟技术，如有限差分法、有限元法等，对推进器周围的水流场进行更精确的模拟。这些数值模拟技术可以进一步提高计算精度，为船舶设计提供更可靠的依据。

2、计算方法

船用推进器的势流计算方法主要包括以下几个步骤：首先，建立推进器周围的水流场模型，包括推进器几何形状、水流速度、密度等参数；其次，利用数值方法求解拉普拉斯方程，得到势函数；然后，根据势函数求解速度势和流函数；最后，通过速度势和流函数求解流体运动方程，得到推进器周围的水流场分布。

在实际计算过程中，为了提高计算效率，可以采用一些数值加速技术，如多重网格法、并行计算等。这些技术可以显著缩短计算时间，提高计算效率。

此外，为了验证计算结果的准确性，可以采用实验数据或理论分析结果进行对比。通过对比分析，可以不断优化计算方法，提高计算精度。

3、应用领域

船用推进器的势流计算方法在船舶设计、优化和性能评估等方面具有广泛的应用。以下列举几个典型应用领域：

1）船舶推进器设计：通过计算推进器周围的水流场，可以优化推进器的几何形状，提高推进效率，降低燃油消耗。

2）船舶性能评估：通过计算推进器周围的水流场，可以评估船舶的航行速度、燃油消耗等性能指标，为船舶选型和优化提供依据。

3）船舶阻力分析：通过计算推进器周围的水流场，可以分析船舶的阻力分布，为船舶减阻设计提供参考。

4）船舶振动分析：通过计算推进器周围的水流场，可以分析船舶的振动特性，为船舶振动控制提供依据。

4、优势分析

相较于传统的船舶推进器设计方法，势流计算方法具有以下优势：

1）计算精度高：通过数值模拟技术，可以精确计算推进器周围的水流场，提高计算精度。

2）计算效率高：采用数值加速技术，可以显著缩短计算时间，提高计算效率。

3）适用范围广：势流计算方法适用于各种类型的船舶推进器，具有广泛的应用前景。

4）易于实现：势流计算方法可以通过计算机软件实现，便于实际应用。

总结：

本文详细介绍了船用推进器的势流计算方法，从原理、计算方法、应用领域和优势等方面进行了阐述。通过分析，可以看出势流计算方法在船舶推进器设计、优化和性能评估等方面具有显著优势。随着数值模拟技术的不断发展，势流计算方法将在船舶设计领域发挥越来越重要的作用。

本文由nayona.cn整理

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