船舶在波浪上的运动理论PDF电子书下载
交通运输
- 作 者:朱仁传,缪国平编着
- 出 版 社:上海:上海交通大学出版社
- 出版年份:2019
- ISBN:9787313202598
- 页数:297 页
图书介绍:本书将着重介绍波浪中船舶运动理论方法,并加入了当前理论的发展和部分新的应用。从介绍船舶在波浪中运动理论所必须的力学和数学基础开始,以专题的形式逐步展开,每一章节将围绕船舶在波浪中运动所涉及的理论问题分别进行详细介绍。在给出船体运动理论后将分别将目前成熟的计算预报切片方法,随机海况预报方法、三维时域理论方法、运动综合分析新方法和二阶波浪力、波浪增阻等当前发展等进行理论阐述。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇:汽车综合创新实验教程下一篇:汽车万用表检测从入门到精通 第2版 《船舶在波浪上的运动理论》目录 标签:波浪 编着 船舶 理论 运动
第1章 船舶在波浪上运动理论概述1
1.1 船舶在波浪上运动的若干总体概念1
1.2 船舶运动理论研究4
第2章 数学基础与几个预备公式11
2.1 波浪与物体相互作用的初边值问题11
2.1.1 均匀、不可压缩理想流体的无旋运动11
2.1.2 拉普拉斯方程解的唯一性13
2.1.3 边界条件和初始条件的初步考察14
2.2 格林函数法19
2.2.1 格林公式19
2.2.2 单层势与双层势23
2.2.3 边界积分方程法24
2.3 摄动理论25
2.4 斯托克斯公式及其推广28
2.5 驻相法30
第3章 水波理论基础33
3.1 水波的种类33
3.2 线性波浪定解问题的分离变量求解34
3.3 平面前进波、波浪的基本性质36
3.4 波浪能量与波能传递42
3.5 高阶波浪46
第4章 船舶运动流体动力问题的一般提法56
4.1 坐标系选取和运动量的描述57
4.2 角速度与欧拉角的关系60
4.3 自由面条件的摄动展开64
4.4 物面条件的摄动展开67
4.5 线性速度势的分解75
附录 速度势的变换79
第5章 船舶微幅摇荡的辐射问题81
5.1 无航速船舶简谐振荡时产生的速度势81
5.2 无航速船舶辐射势的格林函数解法84
5.2.1 规范化辐射势的格林函数解法84
5.2.2 三维脉动点源速度势86
5.3 附加质量阻尼系数94
5.4 航行船舶辐射问题99
5.5 有航速船舶辐射势的格林函数解法104
5.5.1 有航速辐射规范化速度势的格林函数解法104
5.5.2 移动脉动源格林函数107
5.5.3 移动脉动源的波形114
5.6 辐射问题的求解与数值算例118
5.6.1 方程离散118
5.6.2 格林函数的处理119
5.6.3 数值算例124
附录 距离倒数的傅里叶重积分表达式130
第6章 绕射问题和波浪力132
6.1 遭遇频率和自然频率132
6.2 绕射问题的数学提法135
6.3 波浪力的表达137
6.4 波浪力的数值结果141
第7章 船体在波浪上的运动144
7.1 船体运动方程的一般描述144
7.2 流体作用力147
7.2.1 流体动力148
7.2.2 流体静恢复力150
7.3 船体线性运动方程153
7.4 参考坐标系下船体运动方程154
第8章 切片理论160
8.1 附加质量和阻尼系数的表达161
8.2 波浪力的计算166
8.3 二维辐射势的求解169
8.4 切片法结果与实验及三维理论的比较175
第9章 随机波浪中船体运动179
9.1 不规则波的表达179
9.2 随机过程谱分析180
9.3 海浪谱密度的表达式184
9.4 线性系统及其响应关系186
第10章 船舶在波浪上运动的时域计算191
10.1 时域问题的提法和格林函数解192
10.2 时域格林函数197
10.3 无航速问题的求解200
10.3.1 辐射问题的线性时域解200
10.3.2 绕射问题的线性时域解204
10.3.3 船体的流体作用力与时域运动方程207
10.4 间接时域法209
10.4.1 辐射力的频时域转换与时延函数209
10.4.2 波浪力的频时域转换210
10.5 有航速问题的求解211
10.6 物体大振幅运动的线性理论215
10.7 简单格林函数法217
10.8 混合格林函数法219
10.8.1 流域的划分及混合混合格林函数法219
10.8.2 辐射脉冲分解与数值离散求解221
10.8.3 绕射势的求解224
10.9 一些数值计算与结果225
10.9.1 时域格林函数的数值处理225
10.9.2 时延函数227
10.9.3 混合格林函数法与时域运动计算229
附录 变化率公式232
第11章 船舶运动的综合分析233
11.1 高速船运动的二维半理论233
11.2 横摇阻尼的非线性与横摇运动微分方程235
11.2.1 横摇阻尼235
11.2.2 横摇阻尼的模型试验与经验公式236
11.3 回复力的非线性与参数横摇239
11.3.1 参数横摇的研究进展239
11.3.2 参数横摇的多水平预报方法240
11.4 多浮体间的水动力相互作用242
11.4.1 多浮体水动力相互作用问题243
11.4.2 作用在浮体上的流体动力244
11.4.3 相邻两浮体在波浪中耦合运动的时域方程244
11.4.4 一些算例与分析245
第12章 二阶波浪力理论计算与波阻增加248
12.1 二阶力的压力积分法(近场法)250
12.2 不规则波的二阶力问题257
12.3 二阶速度势的定解问题259
12.4 波群的诱导长波264
12.5 远场积分法267
12.6 波浪中航行船舶的阻力增加272
12.6.1 经典的波浪增阻计算方法274
12.6.2 三维散射能量276
12.6.3 短波增阻279
参考文献281
索引297
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摘要:本文以“船舶在波浪上的运动理论.pdf电子书版文档下载”为中心,从理论概述、运动模型、影响因素和实际应用四个方面对船舶在波浪上的运动理论进行了详细阐述,旨在为船舶设计和航行提供理论支持。
1、理论概述
船舶在波浪上的运动理论是船舶工程领域的重要分支,它研究船舶在波浪作用下的运动规律和受力情况。该理论对于船舶设计、航行安全以及船舶性能优化具有重要意义。船舶在波浪上的运动主要包括纵摇、横摇、垂荡和纵荡等运动形式,这些运动形式相互关联,共同影响着船舶的航行性能。
船舶在波浪上的运动理论主要基于流体力学和结构力学的基本原理,通过建立数学模型来描述船舶在波浪作用下的运动规律。这些模型包括线性模型和非线性模型,其中线性模型适用于波浪较小、船舶运动较为平稳的情况,而非线性模型则适用于波浪较大、船舶运动较为剧烈的情况。
船舶在波浪上的运动理论的研究方法主要包括理论分析、数值模拟和实验研究。理论分析主要基于数学模型,通过解析或数值方法求解船舶在波浪作用下的运动方程;数值模拟则利用计算机技术,通过数值方法求解船舶在波浪作用下的运动方程;实验研究则通过在波浪水槽中模拟船舶运动,验证理论模型和数值模拟结果的准确性。
2、运动模型
船舶在波浪上的运动模型是描述船舶运动规律的核心。根据船舶运动的特点,常见的运动模型有单自由度模型、多自由度模型和随机波浪模型。单自由度模型主要描述船舶的垂荡和纵荡运动,适用于船舶在波浪较小、运动较为平稳的情况;多自由度模型则同时描述船舶的纵摇、横摇、垂荡和纵荡运动,适用于船舶在波浪较大、运动较为剧烈的情况;随机波浪模型则考虑了波浪的随机性,适用于船舶在复杂波浪环境下的运动分析。
在船舶运动模型中,船舶的受力情况是描述运动规律的关键。船舶在波浪作用下的受力主要包括波浪力、惯性力和阻尼力。波浪力是船舶在波浪中受到的周期性力,其大小和方向与波浪的形状、速度和船舶的几何形状有关;惯性力是船舶在运动过程中由于加速度而产生的力,其大小与船舶的质量和加速度有关;阻尼力是船舶在运动过程中由于摩擦和空气阻力而产生的力,其大小与船舶的运动速度有关。
船舶运动模型的应用范围广泛,包括船舶设计、航行安全、船舶性能优化等方面。通过建立合适的运动模型,可以预测船舶在波浪作用下的运动规律,为船舶设计和航行提供理论支持。
3、影响因素
船舶在波浪上的运动受到多种因素的影响,主要包括波浪特性、船舶特性、环境因素和航行条件。波浪特性包括波浪的形状、速度、周期和波长等,这些因素直接影响船舶的运动规律;船舶特性包括船舶的几何形状、质量分布、刚度等,这些因素决定了船舶在波浪作用下的运动特性;环境因素包括海况、风速、水温等,这些因素对船舶的运动产生一定的影响;航行条件包括航速、航向、航线等,这些因素对船舶的运动规律产生重要影响。
波浪特性对船舶运动的影响主要体现在波浪力的大小和方向上。波浪力的大小与波浪的形状、速度和船舶的几何形状有关,波浪力越大,船舶的运动越剧烈;波浪力的方向与波浪的形状和船舶的几何形状有关,波浪力的方向与船舶的运动方向相反时,船舶的运动受到抑制;波浪力的方向与船舶的运动方向相同时,船舶的运动受到促进。
船舶特性对船舶运动的影响主要体现在船舶的几何形状和质量分布上。船舶的几何形状决定了船舶在波浪作用下的运动特性,如船舶的横截面形状、船体长度等;船舶的质量分布决定了船舶在波浪作用下的稳定性,如船舶的重心位置、质量分布均匀性等。船舶的几何形状和质量分布对船舶的运动规律产生重要影响。
4、实际应用
船舶在波浪上的运动理论在实际应用中具有重要意义。首先,船舶在波浪上的运动理论为船舶设计提供了理论依据。通过建立合适的运动模型,可以预测船舶在波浪作用下的运动规律,为船舶设计提供参考;其次,船舶在波浪上的运动理论有助于提高船舶的航行安全性。通过分析船舶在波浪作用下的运动规律,可以采取相应的措施,如优化船舶设计、调整航行策略等,以提高船舶的航行安全性;最后,船舶在波浪上的运动理论有助于船舶性能优化。通过分析船舶在波浪作用下的运动规律,可以优化船舶的设计参数,提高船舶的航行性能。</点击联系需要东西方神秘学学习资料,专业的咨询
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