桨舵干扰理论及其计算方法PDF电子书下载

交通运输

作者：王德恂
出版社：北京：人民交通出版社
出版年份：1992
ISBN：7114017448
页数：195 页

图书介绍：查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：船舶结构力学手册下一篇：实用船舶纵倾与吃水速算表 《桨舵干扰理论及其计算方法》目录 标签：干扰理论计算方法

第一章　螺旋桨和舵干扰试验5

1.1　三个典型系列试验简介5

1.1.1 原苏联克雷洛夫科学研究总院桨后舵系列试验5

1.1.2 冈田的桨后舵系列试验6

1.1.3　原苏联高夫曼（Γοφман）螺旋桨和导管螺旋桨桨后舵的系列试验6

1.2　桨舵参数对于桨后舵水动力性能影响7

1.2.1 螺旋桨负荷系数、舵角对于桨后舵水动力性能的影响7

1.2.2　螺旋桨负荷系数对于桨后舵流动状态的影响8

1.2.3　舵展弦比对于桨后舵水动力性能的影响9

1.2.4　舵厚度比对于桨后舵水动力性能的影响11

1.2.5　桨舵间距对于桨后舵水动力性能的影响12

1.2.6　偏航角对于桨后舵水动力性能的影响13

1.2.7　舵对螺旋桨水动力性能的影响15

第二章　桨后舵水动力性能计算——动量理论17

2.1　推进器动量理论计算尾流场17

2.2　森正彦方法19

2.3　高夫曼方法29

2.3.1　高夫曼桨后舵横向力计算方法32

2.3.2 自航试验船模舵力与实船舵力之间相关问题43

第三章　桨后舵水动力性能计算——升力线理论46

3.1 冈田正次郎无限叶数升力线理论诱导速度场的计算47

3.1.1 附着涡产生的诱导速度47

3.1.2 自由涡产生的诱导速度50

3.2　高木又男有限叶数升力线理论诱导速度场的计算58

3.2.1 附着涡产生的诱导速度58

3.2.2 自由涡产生的诱导速度60

3.3　螺旋桨环量的确定65

3.4　螺旋桨尾流中舵水动力的计算68

第四章　桨舵组合体水动力性能计算——Weissinger简化升力面理论75

4.1　桨舵坐标系及舵产生的诱导速度76

4.1.1　舵附着涡产生的诱导速度77

4.1.2　舵自由涡产生的诱导速度78

4.2　螺旋桨产生的诱导速度83

4.2.1 附着涡产生的诱导速度83

4.2.2 自由涡产生的诱导速度86

4.2.3　螺旋桨尾流场诱导速度周向平均值及用椭圆函数的表达式89

4.3.1　螺旋桨边界条件94

4.3　螺旋桨及舵的边界条件94

4.3.2　舵边界条件96

第五章　桨舵组合体水动力性能计算——山崎隆介方法98

5.1　桨舵几何形状的表达及坐标系98

5.2　山崎隆介定常螺旋桨升力面理论101

5.2.1　螺旋桨速度势表达式101

5.2.2　螺旋桨引起的诱导速度及水动力107

5.2.3　螺旋桨边界条件110

5.3　舵的速度势及水动力112

5.4　桨舵干扰计算结果115

5.4.1　螺旋桨性征曲线117

5.4.2　浆后舵法向力系数CN118

5.4.3　船桨后舵法向力N119

5.4.4　舵对螺旋桨性能的影响120

5.4.5　桨后舵舵剖面压力分布120

第六章　非定常桨舵组合体水动力性能计算122

6.1　基本理论与控制方程122

6.1.1　坐标系122

6.1.2　桨舵控制方程123

6.1.3 桨舵相互干扰水动力性能计算的调谐分析法125

6.1.4　按谐调分量建立起来的控制方程128

6.2　时域内的谐调分析法129

6.2.1　桨舵计算模型129

6.2.2　数值处理130

6.2.3　桨舵干扰水动力性能计算138

6.2.4　算例140

6.3.1　桨舵计算模型149

6.3　频域内的谐调分析法149

6.3.2　数值处理150

6.3.3　桨舵干扰水动力性能计算165

6.3.4　算例166

附录一　全椭圆函数积分数值解及公式证明171

附录二　勒让德函数及其导数181

附录三　尾缘处及尾流涡环强度值185

附录四　舵分离涡的产生机理简介187

参考文献191

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1、理论概述

桨舵干扰理论是研究船舶在航行过程中，由于桨舵相互作用而产生的各种现象的理论。该理论主要涉及桨舵干扰力、干扰力矩、干扰速度等方面。通过研究桨舵干扰理论，可以优化船舶的设计，提高船舶的航行性能。

桨舵干扰理论的研究方法主要包括理论分析和实验验证。理论分析主要基于流体力学和船舶动力学的基本原理，通过建立数学模型来描述桨舵干扰现象。实验验证则通过实际船舶试验或数值模拟来验证理论分析的结果。

桨舵干扰理论的研究对于船舶设计和航行性能的优化具有重要意义。通过对桨舵干扰现象的深入研究，可以减少船舶航行中的阻力，提高船舶的推进效率，从而降低能耗，提高船舶的经济性。

2、计算方法

桨舵干扰计算方法主要包括数值模拟和解析解两种。数值模拟方法通过建立数学模型，利用计算机进行计算，可以得到桨舵干扰的详细结果。解析解方法则通过推导数学公式，直接计算出桨舵干扰的结果。

数值模拟方法在桨舵干扰计算中具有广泛的应用。通过数值模拟，可以分析不同桨舵设计对船舶航行性能的影响，为船舶设计提供理论依据。同时，数值模拟还可以用于预测船舶在复杂航行环境下的航行性能，为船舶航行安全提供保障。

解析解方法在桨舵干扰计算中具有一定的局限性，但仍然具有一定的应用价值。对于一些简单的桨舵干扰问题，解析解方法可以快速得到结果，为船舶设计和航行性能分析提供参考。

3、应用领域

桨舵干扰理论及其计算方法在船舶设计和航行性能分析中具有广泛的应用。在船舶设计中，通过桨舵干扰理论可以优化船舶的桨舵设计，提高船舶的推进效率。在航行性能分析中，桨舵干扰理论可以预测船舶在不同航行条件下的航行性能，为船舶航行安全提供保障。

此外，桨舵干扰理论及其计算方法在海洋工程、船舶动力系统等领域也具有广泛的应用。例如，在海洋工程中，桨舵干扰理论可以用于分析海洋平台在波浪作用下的稳定性；在船舶动力系统中，桨舵干扰理论可以用于优化船舶动力系统的设计，提高船舶的动力性能。

随着科学技术的不断发展，桨舵干扰理论及其计算方法在更多领域得到应用，为相关领域的研究和实践提供了有力支持。

4、发展趋势

桨舵干扰理论及其计算方法在近年来取得了显著进展。随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法在桨舵干扰计算中的应用越来越广泛。同时，解析解方法也在不断改进，为桨舵干扰计算提供了更多选择。

未来，桨舵干扰理论及其计算方法的发展趋势主要包括以下几个方面：一是提高计算精度，以适应更复杂的船舶设计和航行环境；二是拓展应用领域，将桨舵干扰理论及其计算方法应用于更多领域；三是发展新型计算方法，以提高计算效率。

总之，桨舵干扰理论及其计算方法在船舶设计和航行性能分析等领域具有重要作用，未来将继续发挥其重要作用，为相关领域的研究和实践提供有力支持。

总结：

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