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内容简介

　　《CFD技术在船舶水动力性能预报上的应用/普通高等院校船舶与海洋工程“十三五”规划教材》主要介绍舵翼、水下机器人、螺旋桨、船体、节能附体的设计和水动力性能预报方法。全书共分为14章，由易到难依次介绍水翼、水下机器人载体、螺旋桨、船体伴流场、桨前节能附体、船体与螺旋桨及舵相互干扰的水动力性能数值预报方法，并对导流鳍、舵球、舵球与舵附推力鳍组合水动力性能的数值与试验研究做了详细介绍。
　　《CFD技术在船舶水动力性能预报上的应用/普通高等院校船舶与海洋工程“十三五”规划教材》可作为船舶与海洋工程专业的研究生教材或本科生教材，也可供从事船舶与海洋工程等相关专业工作的科技人员参考使用。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 CFD技术简介
1．2 黏性流场中螺旋桨性能预报的研究进展与现状
1．3 船体黏性伴流场预报的研究进展与现状
1．4 船体与节能附体及螺旋桨非定常干扰的研究进展与现状
1．5 船舶推进节能装置简介
1．6 船舶推进节能装置的研究进展
1．7 船舶推进节能技术发展动态分析

第2章 几何模型的建立与网格的生成
2．1 GAMBIT简介
2．2 几何模型的建立
2．3 网格的划分
2．4 影响计算结果的几个关键因素的讨论
2．5 模型的比较分析

第3章 数值计算的原理
3．1 数值计算的原理
3．2 数值计算的实现
3．3 数值计算的湍流模型

第4章 二维翼与三维翼的数值计算
4．1 翼的水动力特性
4．2 二维翼数值计算过程
4．3 二维翼定常数值计算
4．4 二维翼的非定常数值计算
4．5 三维翼数值计算的模型
4．6 三维翼计算模型的生成与网格的划分
4．7 三维翼的定常数值模拟
4．8 三维翼的非定常数值模拟

第5章 水下机器人载体设计与水动力性能预报
5．1 水下机器人主载体设计与水动力性能预报
5．2 舵翼设计与水动力性能预报

第6章 螺旋桨的水动力性能预报
6．1 螺旋桨数值模型的建模方法
6．2 螺旋桨定常及非定常模拟的旋转模型
6．3 网格的划分与边界条件的设置
6．4 均匀伴流场中螺旋桨水动力性能的预报
6．5 非均匀伴流场中螺旋桨非定常水动力性能的预报

第7章 船体伴流场的预报
7．1 三维船体几何模型的建模方法
7．2 计算域的生成及网格的划分
7．3 湍流模式的应用与比较
7．4 船体伴流场的预报方法验证算例

第8章 桨前节能附体对船体伴流场影响的预报
8．1 桨前节能附体的设计
8．2 桨前节能附体对船体伴流场的影响及其工作机理分析
8．3 节能附体设计安装以及优劣的初步判断总结

第9章 桨前节能附体节能效果的预报
9．1 桨前节能附体节能效果预报的研究思路
9．2 基于面元法理论的螺旋桨水动力性能预报
9．3 节能附体对船体伴流场影响的预报
9．4 节能附体节能效果的数值预报结果
9．5 桨前节能附体节能效果的数值预报方法

第10章 船体与螺旋桨及舵的干扰研究
10．1 船体和螺旋桨相互干扰研究
10．2 船桨舵相互干扰研究
第1l章 导流鳍设计与节能效果预报
11．1 导流鳍的设计
11．2 导流鳍节能效果预报
11．3 导流鳍节能机理初步分析

第12章 舵球设计与节能效果预报
12．1 无节能装置船桨舵相互干扰水动力整体求解
12．2 节能装置节能效果的评价
12．3 舵球设计及节能效果预报

第13章 舵球与舵附推力鳍组合设计及节能效果预报
13．1 桨-舵组合
13．2 桨-舵-舵球组合
13．3 桨-舵-舵球-舵附推力鳍组合
13．4 船体-桨-舵-舵球-舵附推力鳍组合

第14章 舵球与舵附推力鳍组合节能效果的模型试验
14．1 试验相似条件
14．2 模型试验数据换算到实船的转换方法
14．3 试验模型及试验内容
14．4 模型试验方法
14．5 模型试验结果
参考文献

前言/序言

　　CFD技术是一种重要的计算机模拟技术，它的产生可以追溯到20世纪30年代初，它是流体力学、数值计算方法以及计算机图形学三者相结合的产物。1974年，丹麦的尼尔森（P.V.Nielsen）首次将CFD技术应用于空调工程，模拟室内空气流动情况，标志着CFD技术开始应用于分析工程中的流动问题。经过几十年的迅猛发展，这门学科已经相当成熟，各种CFD软件包陆续出现，并发展成为商品化软件，为工业界广泛接受，技术性能日趋完善，在流体力学和流体工程中的应用日臻成熟。而现代船舶对船体、螺旋桨、舵、翼、鳍及其他附体的要求不断提高，不仅要求其具有较好的水动力性能，而且要求其整个系统的阻力更低、效率更高、振动更小、噪声更低、节能更好。研究船舶水动力性能的传统措施主要是系列模型试验，具有周期长、费用高、风险大、人力物力投人大的特点，越来越难以适应现代船舶的设计需求，而将CFD技术与模型试验技术结合起来，先基于CFD技术开展船舶设计初期的大量选型和优化设计研究工作，待选型和优化设计工作完成并得到满意的优化设计结果后，再开展模型试验对CFD的研究结果进行验证，这种研究船舶水动力性能的方法是当前和今后船舶设计的趋势；本书选取船舶设计中常见的船体、螺旋桨、舵翼、潜器载体、桨前节能附体、桨后节能附体，逐步深入地介绍CFD技术在这些船舶结构物水动力性能数值预报上的应用。
　　本书共分为14章，第1章简要回顾了CFD技术的发展历程及其技术特点，介绍了基于CFD技术预报螺旋桨、船体黏性伴流场、船体与节能附体及螺旋桨的非定常干扰、船舶推进节能装置水动力性能的研究进展与现状，简要分析了船舶推进节能技术的发展动态；第2章以GAMBIT软件为例，介绍了几何模型的建模方法与网格的生成技术，讨论了几个影响计算结果的网格因素；第3章简要介绍了CFD数值计算的相关原理；第4章以二维翼和三维翼为例，介绍了水翼定常水动力性能和非定常水动力性能的数值预报方法，并讨论了影响计算结果的几个因素；第5章介绍了水下机器人载体和舵翼的设计与水动力性能的数值预报；第6章介绍了均匀伴流场和非均匀伴流场中螺旋桨水动力性能的数值预报方法；第7章介绍了肥大型船黏性伴流场的数值预报方法，并结合散货船、化学品运输船和集装箱船的试验数据对数值预报方法进行了验证；第8章介绍了桨前节能附体的设计及其对船体伴流场的影响，并结合伴流场流动细节分析了节能附体的节能机理；第9章介绍了采用CFD技术和面元法分别预报桨前节能附体节能效果的数值计算方法；第10章介绍了船体与螺旋桨及舵相互干扰的水动力性能整体求解；第11章、第12章分别介绍了基于CFD技术的导流鳍和舵球设计及其节能效果的预报；第13章介绍了舵球与舵附推力鳍组合设计及其节能效果的数值预报；第14章介绍了舵球与舵附推力鳍组合的节能效果模型试验。
　　由于著者水平有限，书中定有不当之处，敬请读者批评指正。
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