簡介
《艦船吊艙推進器水動力學》針對目前常用的拖式、推式和雙槳式等三種吊艙推進器形式,建立了吊艙推進器定常和非定常水動力性能的數值計算方法。在驗證了數值計算方法的有效性和精度的基礎上,計算並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律以及螺旋槳負荷、吊艙和支架伴流各分量、標稱與實效伴流對吊艙推進器水動力性能的影響。
設計了相應的試驗裝置和試驗方案,建立了吊艙推進器水動力性能的試驗研究方法,進行了多方案模型試驗研究。
最後,以某型吊艙推進船舶為例,設計了吊艙推進器,通過對敞水性能試驗結果的修正確定了全尺度推進器的水動力性能,並進行了實船快速性預報和空泡校核計算。
《艦船吊艙推進器水動力學》的讀者對象是船舶推進領域的工作和科研人員、院校相關專業的師生等。
特點
吊艙推進器是近年來發展起來的一種新型的船舶推進裝置,該裝置可以提高艦船總體性能,節省艙室空間,增加有效載荷,提高艦船的作戰使用效能,充分發揮電力推進系統的優越性,因而具有廣闊的市場套用前景和極高的軍事套用價值。
吊艙推進器由吊艙和螺旋槳兩部分構成,吊艙通過支架懸掛在船體下面,艙體內置電機直接驅動艙體前端和(或)後端的螺旋槳。其設計思想的革命性在於把螺旋槳驅動電機(液壓泵或“z”推齒輪)置於一個能360度迴轉的吊艙內,懸掛在船下,集推進裝置和操舵裝置於一體,省去了通常所使用的推進器軸系和舵。吊艙推進器將推進系統置於船外,可以節省船體內大量的空間,從而極大地提高了船舶設計、建造和使用的靈活性。
作為國內第一本系統介紹吊艙推進器發展現狀及理論研究的專著,本書運用數值計算和模型試驗兩種方法,系統介紹了吊艙推進器水動力性能的數值計算方法、定常和非定常水動力性能數值預報分析、水動力性能的試驗研究以及吊艙推進器實船套用設計等一系列研究過程和成果。
本書整體編排如下:
第1章,簡要介紹了吊艙推進器的產生、發展及其套用前景。
第2章,介紹了吊艙推進器水動力研究所需掌握的流體力學基礎理論。
目錄
第1章緒論1.1吊艙推進器簡介
1.2吊艙推進器技術的發展及其軍事套用前景
1.2.1吊艙推進器的產生及其發展
1.2.2吊艙推進器的軍事套用前景
1.3吊艙推進器水動力性能的研究進展
1.3.1吊艙推進器推進與空泡性能的研究進展
1.3.2吊艙推進器非設計工況水動力性能的研究進展
第2章流體力學基礎
2.1速度場、加速度場及渦量場
2.2運動方程
2.2.1柱坐標系中的運動方程
2.2.2運動坐標系中的運動方程
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係
2.9格林公式的套用
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章吊艙推進器水動力性能的數值計算方法
3.1引言
3.2吊艙推進器定常水動力性能的計算方法
3.2.1坐標系定義
3.2.2槳葉幾何形狀的數學表達
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疊代計算
3.2.6螺旋槳的水動力計算
3.3吊艙推進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吊艙推進器螺旋槳尾渦模型研究
3.4.1簡化的尾渦鬆弛方法
3.4.2吊艙定常水動力性能計算的影響參數分析
3.4.3尾渦模型參數的確定
第4章吊艙推進器定常水動力性能的數值預報
4.1引言
4.2單槳敞水性能計算
4.3拖式吊艙推進器定常水動力性能的數值預報
4.3.1性能計算值與試驗值的比較
4.3.2吊艙對前槳徑向環量分布的影響
4.3.3吊艙在前槳盤面處的誘導速度
4.4推式吊艙推進器定常水動力性能的數值預報
4.4.1性能計算值與試驗值的比較
4.4.2吊艙對後槳徑向環量分布的影響
4.4.3吊艙在後槳盤面處的誘導速度
4.5雙槳式吊艙推進器定常水動力性能的數值預報
第5章吊艙推進器非定常水動力性能的數值預報
5.1引言
5.2不同負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試驗內容及結果分析
6.3.1單槳水動力性能試驗
6.3.2單槳吊艙推進器水動力性能試驗
6.3.3雙槳式吊艙推進器水動力性能試驗
6.3.4單槳式吊艙推進器(“上”型支架)水動力性能試驗
6.3.5三葉槳雙槳式吊艙推進器水動力性能試驗
第7章吊艙推進器實船套用設計
7.1引言
7.2船模阻力試驗與吊艙推進器設計
7.3實船快速性預報
7.4空泡校核
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