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艦船吊艙推進(jìn)器水動力學(xué)圖書
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艦船吊艙推進(jìn)器水動力學(xué)

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內(nèi)容簡介

《艦船吊艙推進(jìn)器水動力學(xué)》運(yùn)用數(shù)值計算和模型試驗兩種方法,系統(tǒng)介紹了吊艙推進(jìn)器水動力性能的數(shù)值計算方法、定常和非定常水動力性能數(shù)值預(yù)報分析、水動力性能的試驗研究以及吊艙推進(jìn)器實船應(yīng)用設(shè)計等一系列研究過程和成果。

針對目前常用的拖式、推式和雙槳式等三種吊艙推進(jìn)器形式,建立了吊艙推進(jìn)器定常和非定常水動力性能的數(shù)值計算方法。在驗證了數(shù)值計算方法的有效性和精度的基礎(chǔ)上,計算并分析了吊艙對螺旋槳槳葉載荷分布的影響,吊艙引起的伴流分布規(guī)律以及螺旋槳負(fù)荷、吊艙和支架伴流各分量、標(biāo)稱與實效伴流對吊艙推進(jìn)器水動力性能的影響。

設(shè)計了相應(yīng)的試驗裝置和試驗方案,建立了吊艙推進(jìn)器水動力性能的試驗研究方法,進(jìn)行了多方案模型試驗研究。

后,以某型吊艙推進(jìn)船舶為例,設(shè)計了吊艙推進(jìn)器,通過對敞水性能試驗結(jié)果的修正確定了全尺度推進(jìn)器的水動力性能,并進(jìn)行了實船快速性預(yù)報和空泡校核計算。

《艦船吊艙推進(jìn)器水動力學(xué)》的讀者對象是船舶推進(jìn)領(lǐng)域的工作和科研人員、院校相關(guān)專業(yè)的師生等。

目錄

第1章 緒論

1.1 吊艙推進(jìn)器簡介

1.2 吊艙推進(jìn)器技術(shù)的發(fā)展及其軍事應(yīng)用前景

1.2.1 吊艙推進(jìn)器的產(chǎn)生及其發(fā)展

1.2.2 吊艙推進(jìn)器的軍事應(yīng)用前景

1.3 吊艙推進(jìn)器水動力性能的研究進(jìn)展

1.3.1 吊艙推進(jìn)器推進(jìn)與空泡性能的研究進(jìn)展

1.3.2 吊艙推進(jìn)器非設(shè)計工況水動力性能的研究進(jìn)展

第2章 流體力學(xué)基礎(chǔ)

2.1 速度場、加速度場及渦量場

2.2 運(yùn)動方程

2.2.1 柱坐標(biāo)系中的運(yùn)動方程

2.2.2 運(yùn)動坐標(biāo)系中的運(yùn)動方程

2.3 邊界條件

2.4 源的面分布及其速度勢

2.5 偶極子的面分布及其速度勢

2.6 速度場的確定

2.7 渦片

2.8 偶極子片與渦片之間的等價關(guān)系

2.9 格林公式的應(yīng)用

2.10 茹可夫斯基力和拉格雷力

2.11 庫塔-茹可夫斯基條件

2.12 薄翼理論

2.12.1 邊界條件的線性化處理

2.12.2 零厚度的薄翼問題

2.12.3 零攻角的對稱薄翼問題

第3章 吊艙推進(jìn)器水動力性能的數(shù)值計算方法

3.1 引言

3.2 吊艙推進(jìn)器定常水動力性能的計算方法

3.2.1 坐標(biāo)系定義

3.2.2 槳葉幾何形狀的數(shù)學(xué)表達(dá)

3.2.3 槳葉及吊艙表面分格

3.2.4 邊界條件及其離散方程

3.2.5 螺旋槳一吊艙相互影響的迭代計算

3.2.6 螺旋槳的水動力計算

3.3 吊艙推進(jìn)器非定常水動力的計算方法

3.3.1 槳葉非定常載荷計算

3.3.2 槳葉水動力計算

3.4 吊艙推進(jìn)器螺旋槳尾渦模型研究

3.4.1 簡化的尾渦松弛方法

3.4.2 吊艙定常水動力性能計算的影響參數(shù)分析

3.4.3 尾渦模型參數(shù)的確定

第4章 吊艙推進(jìn)器定常水動力性能的數(shù)值預(yù)報

4.1 引言

4.2 單槳敞水性能計算

4.3 拖式吊艙推進(jìn)器定常水動力性能的數(shù)值預(yù)報

4.3.1 性能計算值與試驗值的比較

4.3.2 吊艙對前槳徑向環(huán)量分布的影響

4.3.3 吊艙在前槳盤面處的誘導(dǎo)速度

4.4 推式吊艙推進(jìn)器定常水動力性能的數(shù)值預(yù)報

4.4.1 性能計算值與試驗值的比較

4.4.2 吊艙對后槳徑向環(huán)量分布的影響

4.4.3 吊艙在后槳盤面處的誘導(dǎo)速度

4.5 雙槳式吊艙推進(jìn)器定常水動力性能的數(shù)值預(yù)報

第5章 吊艙推進(jìn)器非定常水動力性能的數(shù)值預(yù)報

5.1 引言

5.2 不同負(fù)荷條件下的非定常性能

5.3 考慮吊艙伴流不同分量時的非定常性能

5.4 吊艙標(biāo)稱及實效伴流中的非定常性能

5.5 船尾伴流中的非定常性能

第6章 吊艙推進(jìn)器水動力性能的試驗研究

6.1 引言

6.2 模型及試驗裝置

6.3 試驗內(nèi)容及結(jié)果分析

6.3.1 單槳水動力性能試驗

6.3.2 單槳吊艙推進(jìn)器水動力性能試驗

6.3.3 雙槳式吊艙推進(jìn)器水動力性能試驗

6.3.4 單槳式吊艙推進(jìn)器("上"型支架)水動力性能試驗

6.3.5 三葉槳雙槳式吊艙推進(jìn)器水動力性能試驗

第7章 吊艙推進(jìn)器實船應(yīng)用設(shè)計

7.1 引言

7.2 船模阻力試驗與吊艙推進(jìn)器設(shè)計

7.3 實船快速性預(yù)報

7.4 空泡校核

參考文獻(xiàn)

……

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吊艙推進(jìn)器(又稱吊艙式推進(jìn)器)是近年來發(fā)展赳來的一柙新型的船舶推進(jìn)系統(tǒng),是目前船舶推進(jìn)系統(tǒng)研究開發(fā)領(lǐng)域引人矚目的焦點(diǎn)。吊艙推進(jìn)器主要由支架、吊艙和螺旋槳等部件構(gòu)成。其中,吊艙通過支架懸掛在船體下面,艙體內(nèi)置電機(jī)直接驅(qū)動艙體前端和(或)后端的螺旋槳。其設(shè)計思想的革命性在于,它把螺旋槳驅(qū)動電機(jī)置于一個能360度回轉(zhuǎn)的吊艙內(nèi),懸掛在船下,集推進(jìn)裝置和操舵裝置于一體,省去了通常所使用的推進(jìn)器軸系和舵。吊艙推進(jìn)器將推進(jìn)系統(tǒng)置于船外,可以節(jié)省船體內(nèi)大量的空間,從而極大地增加了船舶設(shè)計、建造和使用的靈活性。

吊艙推進(jìn)器可提高艦船總體性能,節(jié)省艙室空間,增加有效載荷,提高艦艇的作戰(zhàn)使用效能,因而具有廣闊的市場應(yīng)用前景和極高的軍事應(yīng)用價值。目前,吊艙推進(jìn)器已應(yīng)用于諸如潛水作業(yè)供應(yīng)船、石油鉆井平臺、補(bǔ)給船、穿梭油輪及滾裝船和游輪等民用船舶。20世紀(jì)90年代以來,英國海軍的油船、海洋考察船,加拿大海軍的破冰船等多型輔助艦船都采用了吊艙推進(jìn)器。在未來新型艦船的論證與研制過程中,一些發(fā)達(dá)國家均將吊艙推進(jìn)器作為挑選方案。如英國海軍初步選定吊艙推進(jìn)器作為其發(fā)展的新型航空母艦和新型驅(qū)逐艦的主推進(jìn)裝置。法國海軍已將吊艙推進(jìn)器的研發(fā)工作列入發(fā)展規(guī)劃,并初步擬定優(yōu)先在登陸艦上應(yīng)用,同時對航母應(yīng)用吊艙推進(jìn)器進(jìn)行了論證。美國海軍長期跟蹤吊艙推進(jìn)器技術(shù)的發(fā)展,同時通過全美海軍科學(xué)技術(shù)計劃,引導(dǎo)全美院校和國家重點(diǎn)實驗室等機(jī)構(gòu)進(jìn)行該項技術(shù)研究。美國海軍認(rèn)為。 ……

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