摄动理论在船舶流体力学中的应用PDF电子书下载

交通运输

作者：刘应中，张乐文编
出版社：上海：上海交通大学出版社
出版年份：1991
ISBN：7313008457
页数：196 页

图书介绍：查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：怎样用万用表检测汽车电系下一篇：船舶电力系统 《摄动理论在船舶流体力学中的应用》目录 标签：摄动流体力学流体力学船舶

目录1

第1章基本概念1

1-1 渐近级数1

1-2 量级与阶符2

1-3 摄动问题与摄动理论4

1-4 尺度化5

1-5 正则摄动与奇异摄动11

第2章正则摄动法12

2-1 正则摄动法的基本步骤12

2-2 圆柱绕流的摄动13

2-3 兴波问题的薄船近似16

2-4 大直径圆柱体上的二阶波浪力19

2-5 坐标展开24

2-6 正则摄动方法的局限性27

第3章变形坐标法35

3-1 参数摄动与坐标摄动35

3-2 参数激励与Mathieu方程36

3-3 Stokes的有限振幅波41

3-4 KdV方程的周期行波解43

3-5 Lighthill方法48

3-6 Guilloton的兴波阻力理论50

第4章匹配渐近展开法55

4-1 匹配渐近展开方法的基本思想55

4-2 弱非线性阻尼条件下船舶在规则波中的横摇58

4-3 对称薄翼的绕流61

4-4 细长船体的兴波问题66

4-5 细长船体的运动理论69

4-6 圆柱体的短波辐射问题75

4-7 浅水中细长船体的水动力81

4-8 二维平板定常层流边界层理论84

4-9 三重结构93

第5章多重尺度法98

5-1 基本思想98

5-2 两个简单例子100

5-3 线性波浪在斜坡上的传播105

5-4 一群Stokes二阶波109

5-5 正弦波列的演化113

5-6 Ogilvie-Baba的慢船理论121

5-7 船体运动产生的孤立波126

5-8 非传播孤立波132

6-1 准经典近似解137

第6章 WKB方法137

6-2 转向点问题139

6-3 Langer变换与Olver的推广142

6-4 海洋中的声场146

6-5 几何光学近似151

6-6 浅水波浪的变形157

6-7 Keller的慢船理论——射线理论163

第7章平均法168

7-1 自由振动和强迫振动168

7-2 超谐振动和次谐振动171

7-3 高阶近似——KBM技巧174

7-4 一维的Boussinesq方程177

7-5 平均变分法181

7-6 Stokes波的平均变分问题185

参考文献190

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摘要：本文以《摄动理论在船舶流体力学中的应用.pdf电子书版文档下载》为研究对象，从理论背景、应用领域、研究方法和实际应用四个方面对摄动理论在船舶流体力学中的应用进行了详细阐述，旨在为相关领域的研究者和工程技术人员提供参考和借鉴。

1、理论背景

摄动理论是研究非线性微分方程的一种方法，通过将非线性方程线性化，将其转化为一系列线性方程，从而简化问题求解。在船舶流体力学中，摄动理论被广泛应用于船舶阻力、船舶振动、船舶操纵性等方面的研究。本文首先介绍了摄动理论的基本概念、发展历程以及其在船舶流体力学中的应用背景。

摄动理论在船舶流体力学中的应用具有以下特点：首先，摄动理论能够有效地处理非线性问题，为船舶流体力学的研究提供了新的思路和方法；其次，摄动理论能够将复杂的非线性问题转化为一系列线性问题，便于求解和分析；最后，摄动理论在船舶流体力学中的应用具有广泛的前景，能够为船舶设计和优化提供理论支持。

本文对摄动理论在船舶流体力学中的应用进行了综述，分析了摄动理论在船舶阻力、船舶振动、船舶操纵性等方面的研究成果，为后续研究提供了有益的参考。

2、应用领域

摄动理论在船舶流体力学中的应用领域主要包括船舶阻力、船舶振动和船舶操纵性三个方面。

在船舶阻力方面，摄动理论被用于分析船舶在不同航速和不同吃水深度下的阻力特性，为船舶设计和优化提供了理论依据。例如，通过摄动理论可以研究船舶在不同航速下的阻力系数，从而优化船舶的船体形状和推进系统设计。

在船舶振动方面，摄动理论被用于分析船舶在航行过程中的振动特性，为船舶的振动控制提供了理论支持。例如，通过摄动理论可以研究船舶在不同航速和不同波浪条件下的振动响应，从而优化船舶的结构设计和振动控制措施。

在船舶操纵性方面，摄动理论被用于分析船舶在不同航速和不同舵角下的操纵特性，为船舶的操纵性能优化提供了理论依据。例如，通过摄动理论可以研究船舶在不同舵角下的舵效，从而优化船舶的舵设计和操纵策略。

3、研究方法

摄动理论在船舶流体力学中的应用研究方法主要包括数值模拟、实验研究和理论分析三个方面。

在数值模拟方面，摄动理论被应用于船舶流体力学数值模拟软件中，通过数值模拟方法研究船舶在不同工况下的流体动力特性。例如，利用摄动理论可以模拟船舶在不同航速和不同吃水深度下的阻力系数，从而优化船舶的设计。

在实验研究方面，摄动理论被应用于船舶流体力学实验研究中，通过实验方法验证摄动理论在船舶流体力学中的应用效果。例如，通过实验可以验证摄动理论在船舶振动控制方面的有效性，从而为船舶的振动控制提供理论支持。

在理论分析方面，摄动理论被应用于船舶流体力学理论研究中，通过理论分析方法研究船舶在不同工况下的流体动力特性。例如，利用摄动理论可以分析船舶在不同航速和不同舵角下的舵效，从而优化船舶的舵设计。

4、实际应用

摄动理论在船舶流体力学中的实际应用主要体现在船舶设计和优化、船舶振动控制、船舶操纵性能优化等方面。

在船舶设计和优化方面，摄动理论被广泛应用于船舶船体形状、推进系统、舵设计等方面的优化。例如，通过摄动理论可以优化船舶的船体形状，降低船舶的阻力，提高船舶的航速和燃油效率。

在船舶振动控制方面，摄动理论被应用于船舶的振动控制措施设计，如减振器、隔振器等。例如，通过摄动理论可以设计出有效的减振器，降低船舶在航行过程中的振动，提高船舶的舒适性和安全性。

在船舶操纵性能优化方面，摄动理论被应用于船舶的舵设计和操纵策略优化。例如，通过摄动理论可以优化船舶的舵设计，提高船舶的操纵性能，降低船舶的操纵难度。

总结：

本文从理论背景、应用领域、研究方法和实际应用四个方面对摄动理论在船舶流体力学中的应用进行了详细阐述。摄动理论在船舶流体力学中的应用具有广泛的前景，为船舶设计和优化、船舶振动控制、船舶操纵性能优化等方面提供了理论支持。

本文的研究成果为相关领域的研究者和工程技术人员提供了有益的参考和借鉴，有助于推动船舶流体力学领域的发展。

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