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內容簡介

　　《CFD技術在船舶水動力性能預報上的應用/普通高等院校船舶與海洋工程“十三五”規劃教材》主要介紹舵翼、水下機器人、螺鏇槳、船體、節能附體的設計和水動力性能預報方法。全書共分為14章，由易到難依次介紹水翼、水下機器人載體、螺鏇槳、船體伴流場、槳前節能附體、船體與螺鏇槳及舵相互乾擾的水動力性能數值預報方法，並對導流鰭、舵球、舵球與舵附推力鰭組閤水動力性能的數值與試驗研究做瞭詳細介紹。
　　《CFD技術在船舶水動力性能預報上的應用/普通高等院校船舶與海洋工程“十三五”規劃教材》可作為船舶與海洋工程專業的研究生教材或本科生教材，也可供從事船舶與海洋工程等相關專業工作的科技人員參考使用。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 CFD技術簡介
1．2 黏性流場中螺鏇槳性能預報的研究進展與現狀
1．3 船體黏性伴流場預報的研究進展與現狀
1．4 船體與節能附體及螺鏇槳非定常乾擾的研究進展與現狀
1．5 船舶推進節能裝置簡介
1．6 船舶推進節能裝置的研究進展
1．7 船舶推進節能技術發展動態分析

第2章 幾何模型的建立與網格的生成
2．1 GAMBIT簡介
2．2 幾何模型的建立
2．3 網格的劃分
2．4 影響計算結果的幾個關鍵因素的討論
2．5 模型的比較分析

第3章 數值計算的原理
3．1 數值計算的原理
3．2 數值計算的實現
3．3 數值計算的湍流模型

第4章 二維翼與三維翼的數值計算
4．1 翼的水動力特性
4．2 二維翼數值計算過程
4．3 二維翼定常數值計算
4．4 二維翼的非定常數值計算
4．5 三維翼數值計算的模型
4．6 三維翼計算模型的生成與網格的劃分
4．7 三維翼的定常數值模擬
4．8 三維翼的非定常數值模擬

第5章 水下機器人載體設計與水動力性能預報
5．1 水下機器人主載體設計與水動力性能預報
5．2 舵翼設計與水動力性能預報

第6章 螺鏇槳的水動力性能預報
6．1 螺鏇槳數值模型的建模方法
6．2 螺鏇槳定常及非定常模擬的鏇轉模型
6．3 網格的劃分與邊界條件的設置
6．4 均勻伴流場中螺鏇槳水動力性能的預報
6．5 非均勻伴流場中螺鏇槳非定常水動力性能的預報

第7章 船體伴流場的預報
7．1 三維船體幾何模型的建模方法
7．2 計算域的生成及網格的劃分
7．3 湍流模式的應用與比較
7．4 船體伴流場的預報方法驗證算例

第8章 槳前節能附體對船體伴流場影響的預報
8．1 槳前節能附體的設計
8．2 槳前節能附體對船體伴流場的影響及其工作機理分析
8．3 節能附體設計安裝以及優劣的初步判斷總結

第9章 槳前節能附體節能效果的預報
9．1 槳前節能附體節能效果預報的研究思路
9．2 基於麵元法理論的螺鏇槳水動力性能預報
9．3 節能附體對船體伴流場影響的預報
9．4 節能附體節能效果的數值預報結果
9．5 槳前節能附體節能效果的數值預報方法

第10章 船體與螺鏇槳及舵的乾擾研究
10．1 船體和螺鏇槳相互乾擾研究
10．2 船槳舵相互乾擾研究
第1l章 導流鰭設計與節能效果預報
11．1 導流鰭的設計
11．2 導流鰭節能效果預報
11．3 導流鰭節能機理初步分析

第12章 舵球設計與節能效果預報
12．1 無節能裝置船槳舵相互乾擾水動力整體求解
12．2 節能裝置節能效果的評價
12．3 舵球設計及節能效果預報

第13章 舵球與舵附推力鰭組閤設計及節能效果預報
13．1 槳-舵組閤
13．2 槳-舵-舵球組閤
13．3 槳-舵-舵球-舵附推力鰭組閤
13．4 船體-槳-舵-舵球-舵附推力鰭組閤

第14章 舵球與舵附推力鰭組閤節能效果的模型試驗
14．1 試驗相似條件
14．2 模型試驗數據換算到實船的轉換方法
14．3 試驗模型及試驗內容
14．4 模型試驗方法
14．5 模型試驗結果
參考文獻

前言/序言

　　CFD技術是一種重要的計算機模擬技術，它的産生可以追溯到20世紀30年代初，它是流體力學、數值計算方法以及計算機圖形學三者相結閤的産物。1974年，丹麥的尼爾森（P.V.Nielsen）首次將CFD技術應用於空調工程，模擬室內空氣流動情況，標誌著CFD技術開始應用於分析工程中的流動問題。經過幾十年的迅猛發展，這門學科已經相當成熟，各種CFD軟件包陸續齣現，並發展成為商品化軟件，為工業界廣泛接受，技術性能日趨完善，在流體力學和流體工程中的應用日臻成熟。而現代船舶對船體、螺鏇槳、舵、翼、鰭及其他附體的要求不斷提高，不僅要求其具有較好的水動力性能，而且要求其整個係統的阻力更低、效率更高、振動更小、噪聲更低、節能更好。研究船舶水動力性能的傳統措施主要是係列模型試驗，具有周期長、費用高、風險大、人力物力投人大的特點，越來越難以適應現代船舶的設計需求，而將CFD技術與模型試驗技術結閤起來，先基於CFD技術開展船舶設計初期的大量選型和優化設計研究工作，待選型和優化設計工作完成並得到滿意的優化設計結果後，再開展模型試驗對CFD的研究結果進行驗證，這種研究船舶水動力性能的方法是當前和今後船舶設計的趨勢；本書選取船舶設計中常見的船體、螺鏇槳、舵翼、潛器載體、槳前節能附體、槳後節能附體，逐步深入地介紹CFD技術在這些船舶結構物水動力性能數值預報上的應用。
　　本書共分為14章，第1章簡要迴顧瞭CFD技術的發展曆程及其技術特點，介紹瞭基於CFD技術預報螺鏇槳、船體黏性伴流場、船體與節能附體及螺鏇槳的非定常乾擾、船舶推進節能裝置水動力性能的研究進展與現狀，簡要分析瞭船舶推進節能技術的發展動態；第2章以GAMBIT軟件為例，介紹瞭幾何模型的建模方法與網格的生成技術，討論瞭幾個影響計算結果的網格因素；第3章簡要介紹瞭CFD數值計算的相關原理；第4章以二維翼和三維翼為例，介紹瞭水翼定常水動力性能和非定常水動力性能的數值預報方法，並討論瞭影響計算結果的幾個因素；第5章介紹瞭水下機器人載體和舵翼的設計與水動力性能的數值預報；第6章介紹瞭均勻伴流場和非均勻伴流場中螺鏇槳水動力性能的數值預報方法；第7章介紹瞭肥大型船黏性伴流場的數值預報方法，並結閤散貨船、化學品運輸船和集裝箱船的試驗數據對數值預報方法進行瞭驗證；第8章介紹瞭槳前節能附體的設計及其對船體伴流場的影響，並結閤伴流場流動細節分析瞭節能附體的節能機理；第9章介紹瞭采用CFD技術和麵元法分彆預報槳前節能附體節能效果的數值計算方法；第10章介紹瞭船體與螺鏇槳及舵相互乾擾的水動力性能整體求解；第11章、第12章分彆介紹瞭基於CFD技術的導流鰭和舵球設計及其節能效果的預報；第13章介紹瞭舵球與舵附推力鰭組閤設計及其節能效果的數值預報；第14章介紹瞭舵球與舵附推力鰭組閤的節能效果模型試驗。
　　由於著者水平有限，書中定有不當之處，敬請讀者批評指正。
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