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船舶螺旋桨射流理论与工程计算PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：林伟豪，崔永刚着
• 出 版 社：天津：天津大学出版社
• 出版年份：2018
• ISBN：9787561861226
• 页数：223 页

图书介绍：本书综合数值模拟和实验的方法对船舶螺旋桨射流的速度分布和湍流强度进行讨论。船舶的螺旋桨射流由两个区域组成，即发展区（ZFE）和完成区（ZEF）。在这些区域中，使用计算流体动力学（CFD）预测速度的轴向、切向和径向分量。CFD预测显示，螺旋桨射流的轴向速度分量起主导作用，促使流体轴向流动，切向速度分量促使射流旋转，径向速度分量促使射流扩散。使用激光多普勒测速方法（LDA）测量这两个区域内的射流速度，验证CFD预测。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：城市轨道交通信号工程设计下一篇：电动汽车使用与维护 《船舶螺旋桨射流理论与工程计算》目录 标签：螺旋桨 射流 螺旋 船舶 理论

第1章 简介1

1.1 船舶螺旋桨射流特性1

1.2 船舶螺旋桨射流的应用2

1.3 本书内容2

第2章 速度分量预测公式4

2.1 普通水射流4

2.1.1 普通水射流理论4

2.1.2 轴向动量理论4

2.2 普通水射流和轴向动量理论的局限性6

2.3 螺旋桨射流的半经验公式7

2.3.1 流出速度7

2.3.2 螺旋桨射流的收缩8

2.3.3 发展区范围8

2.3.4 发展区9

2.3.5 完成区11

2.3.6 切向速度分量12

2.3.7 径向速度分量14

2.4 结论14

第3章 数值模拟18

3.1 CFD软件的选择18

3.2 硬件的选择19

3.3 螺旋桨20

3.3.1 螺旋桨构造20

3.3.2 螺旋桨的基本特征20

3.3.3 螺旋桨的研究现状21

3.4 几何模型的创建22

3.5 网格生成23

3.5.1 非结构化网格的生成23

3.5.2 结构化网格的生成24

3.6 计算域的敏感性26

3.6.1 立方体域或圆柱体域26

3.6.2 结构化网格的域独立性26

3.6.3 非结构化网格的域独立性27

3.7 网格的敏感性27

3.7.1 结构化网格的独立性28

3.7.2 非结构化网格的独立性28

3.8 螺旋桨3D扫描和3D打印28

3.9 边界条件和连续区29

3.10 CFD控制公式29

3.11 湍流模型31

3.11.1 Standard k-ε湍流模型31

3.11.2 RNG k-ε湍流模型32

3.11.3 Realizable k-ε湍流模型32

3.11.4 Standard k-ω湍流模型32

3.11.5 SST k-ω湍流模型33

3.11.6 Spalart-Allmaras湍流模型33

3.11.7 雷诺应力模型（RSM）33

3.12 计算要求33

3.13 网格移动34

3.14 离散格式35

3.15 近壁区处理36

3.16 求解算法36

3.17 收敛36

3.18 结论37

第4章 湍流模型76

4.1 标识76

4.2 几何分析76

4.3 结构化网格或非结构化网格77

4.4 旋转参考系法建模78

4.5 湍流模型应用79

4.5.1 结构化网格的Standard k-ε模型应用79

4.5.2 结构化网格的RNG k-ε模型应用80

4.5.3 结构化网格的Realizable k-ε模型应用81

4.5.4 结构化网格的Standard k-ω模型应用81

4.5.5 结构化网格的SST k-ω模型应用82

4.5.6 结构化网格的Spalart-Allmaras模型应用82

4.5.7 结构化网格的雷诺应力模型应用83

4.6 离散方案83

4.6.1 结构化网格的离散化格式83

4.6.2 非结构化网格的离散化格式84

4.6.3 二阶迎风格式的数值不稳定性85

4.7 提出的方案85

4.8 结论86

第5章 CFD模型的应用135

5.1 网格生成135

5.2 网格独立性检验135

5.3 最大轴向速度的衰减135

5.4 轴向速度分布136

5.4.1 流出平面处的轴向速度分布136

5.4.2 发展区范围136

5.4.3 完成区范围136

5.5 最大切向速度的衰减137

5.6 切向速度分量的分布137

5.7 最大径向速度的衰减137

5.8 径向速度分量的分布137

5.9 结论138

第6章 LDA实验设置148

6.1 实验装置148

6.1.1 螺旋桨模型149

6.1.2 缩比尺实验模型149

6.2 数据采集150

6.2.1 测量网格150

6.2.2 激光多普勒测速151

6.2.3 Dantec LDA测量系统151

6.2.4 实验154

6.2.5 误差分析155

6.3 粒子图像测速（PIV）156

6.4 结论156

第7章 实验数据分析167

7.1 轴向速度分量167

7.1.1 旋转中心的轴对称性167

7.1.2 流出速度168

7.1.3 流出速度的位置169

7.1.4 螺旋桨射流的收缩169

7.1.5 发展区长度169

7.1.6 发展区内最大轴向速度的衰减169

7.1.7 发展区内最大轴向速度位置170

7.1.8 发展区的范围170

7.1.9 完成区的范围171

7.2 切向速度分量171

7.2.1 最大切向速度的衰减172

7.2.2 切向速度分量的分布172

7.3 径向速度分量172

7.3.1 最大径向速度的衰减173

7.3.2 径向速度分量的分布173

7.4 结论173

第8章 湍流强度190

8.1 湍流强度的定义190

8.1.1 Dantec LDA系统的湍流强度定义191

8.1.2 Fluent湍流强度的定义191

8.1.3 湍流强度的参考速度192

8.2 LDA测量和CFD预测的湍流强度对比192

8.2.1 湍流强度的成分193

8.2.2 湍流强度194

8.3 船舶螺旋桨射流的湍流强度195

8.4 使用Standard k-ε湍流模型的螺旋桨射流的湍流强度196

8.5 使用RNG k-ε，Realizable k-ε，Standard k-ω和SST k-ω模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度197

8.6 使用雷诺应力模型（RSM）的船舶螺旋桨射流的湍流强度198

8.7 使用Spalart-Allmaras模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度199

8.8 结论200

第9章 结论和展望215

9.1 结论215

9.2 展望218

参考文献220

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1、基本概念

船舶螺旋桨射流理论是研究船舶螺旋桨与水流相互作用的一门学科。该理论主要涉及螺旋桨的几何形状、转速、叶片数量等因素对射流特性的影响。通过研究船舶螺旋桨射流理论，可以优化船舶螺旋桨的设计，提高船舶的推进效率和航行性能。

在“船舶螺旋桨射流理论与工程计算.pdf电子书版文档下载”中，详细介绍了船舶螺旋桨射流理论的基本概念，包括射流的形成、发展、传播以及与周围水体的相互作用等。这些基本概念为后续的工程计算提供了理论基础。

此外，文档还介绍了船舶螺旋桨射流理论中的相关参数，如雷诺数、弗劳德数、斯特劳哈数等，这些参数对于分析船舶螺旋桨射流特性具有重要意义。

2、工程计算方法

船舶螺旋桨射流理论在工程计算中的应用主要体现在以下几个方面：

首先，通过计算螺旋桨的推进力、阻力、扭矩等参数，可以评估船舶的推进性能。文档中介绍了基于船舶螺旋桨射流理论的推进力计算方法，包括理论计算和数值模拟两种方式。

其次，文档详细阐述了螺旋桨叶片的优化设计方法，包括叶片形状、厚度、安装角等参数的优化。通过优化设计，可以提高船舶螺旋桨的推进效率和航行性能。

最后，文档还介绍了船舶螺旋桨射流理论在船舶阻力计算中的应用，包括摩擦阻力、波浪阻力等。这些计算方法对于船舶设计和航行性能评估具有重要意义。

3、船舶设计应用

船舶螺旋桨射流理论在船舶设计中的应用主要体现在以下几个方面：

首先，通过分析船舶螺旋桨射流特性，可以优化船舶的船体设计，降低船舶的阻力，提高航行性能。

其次，文档介绍了船舶螺旋桨射流理论在船舶推进系统设计中的应用，包括螺旋桨的选型、安装位置和角度等。这些设计参数对于船舶的推进效率和航行性能具有重要影响。

最后，文档还介绍了船舶螺旋桨射流理论在船舶航行性能评估中的应用，包括船舶的航速、油耗、排放等。通过对船舶螺旋桨射流特性的分析，可以评估船舶的航行性能，为船舶设计和优化提供依据。

4、文档下载与价值

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首先，文档系统地介绍了船舶螺旋桨射流理论的基本概念、工程计算方法和船舶设计应用，为相关领域的研究提供了理论支持。

其次，文档中包含大量的计算实例和图表，有助于读者更好地理解和掌握船舶螺旋桨射流理论的应用。

最后，文档的下载方便快捷，为船舶工程领域的研究者和工程师提供了极大的便利。

总结：

本文通过对“船舶螺旋桨射流理论与工程计算.pdf电子书版文档下载”的深入分析，详细阐述了船舶螺旋桨射流理论的基本概念、工程计算方法及其在船舶设计中的应用。通过对该文档的研究，有助于提高船舶工程领域的研究水平和设计能力。

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