船舶螺旋槳射流理論與工程計算

《船舶螺旋槳射流理論與工程計算》是2018年天津大學出版社出版的圖書，作者是林偉豪、崔永剛。

基本介紹

• 中文名：船舶螺旋槳射流理論與工程計算
• 作者：林偉豪、崔永剛
• 出版社：天津大學出版社
• 出版時間：2018年5月
• 頁數：223 頁
• 定價：50 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787561861226

內容簡介

《船舶螺旋槳射流理論與工程計算》綜合數值模擬和實驗的方法對船舶螺旋槳射流的速度分布和湍流強度進行討論。船舶的螺旋槳射流由兩個區域組成，即發展區（ZFE）和完成區（ZEF）。在這些區域中，使用計算流體動力學（CFD）預測速度的軸向、切向和徑向分量。CFD預測顯示，螺旋槳射流的軸向速度分量起主導作用，促使流體軸向流動，切向速度分量促使射流旋轉，徑向速度分量促使射流擴散。使用雷射都卜勒測速方法（LDA）測量這兩個區域內的射流速度，驗證CFD預測。《船舶螺旋槳射流理論與工程計算》的研究提出了適用於模擬船舶螺旋槳射流的湍流模型、旋轉模型、離散格式、幾何模型和格線類型，還對比了LDA實驗測量結果和前人的研究成果。

圖書目錄

第1章 簡介

1．1 船舶螺旋槳射流特性

1．2 船舶螺旋槳射流的套用

1．3 本書內容

第2章 速度分量預測公式

2．1 普通水射流

2．1．1 普通水射流理論

2．1．2 軸向動量理論

2．2 普通水射流和軸向動量理論的局限陛

2．3 螺旋槳射流的半經驗公式

2．3．1 流出速度

2．3．2 螺旋槳射流的收縮

2．3．3 發展區範圍

2．3．4 發展區

2．3．5 完成區

2．3．6 切向速度分量

2．3．7 徑向速度分量

2．4 結論

第3章 數值模擬

3．1 CFD軟體的選擇

3．2 硬體的選擇

3．3 螺旋槳

3．3．1 螺旋槳構造

3．3．2 螺旋槳的基本特徵

3．3．3 螺旋槳的研究現狀

3．4 幾何模型的創建

3．5 格線生成

3．5．1 非結構化格線的生成

3．5．2 結構化格線的生成

3．6 計算域的敏感性

3．6．1 立方體域或圓柱體域

3．6．2 結構化格線的域獨立性

3．6．3 非結構化格線的域獨立性

3．7 格線的敏感性

3．7．1 結構化格線的獨立性

3．7．2 非結構化格線的獨立性

3．8 螺旋槳3D掃描和3D列印

3．9 邊界條件和連續區

3．10 CFD控制公式

3．11 湍流模型

3．11．1 Standard k-ε湍流模型

3．11．2 RNG k-ε湍流模型

3．11．3 Realizable k-ε湍流模型

3．11．4 Standard k-ω湍流模型

3．11．5 SSI k-ω湍流模型

3．11．6 Spalart-AUmaras湍流模型

3．11．7 雷諾應力模型（RSM）

3．12 計算要求

3．13 格線移動

3．14 離散格式

3．15 近壁區處理

3．16 求解算法

3．17 收斂

3．18 結論

第4章 湍流模型

4．1 標識

4．2 幾何分析

4．3 結構化格線或非結構化格線

4．4 旋轉參考系法建模

4．5 湍流模型套用

4．5．1 結構化格線的Standard k-ε模型套用

4．5．2 結構化格線的RNG k-ε模型套用

4．5．3 結構化格線的Realizable k-ε模型套用

4．5．4 結構化格線的Standard k-ω模型套用

4．5．5 結構化格線的SSI'k-ω模型套用

4．5．6 結構化格線的Spalart-Allmaras模型套用

4．5．7 結構化格線的雷諾應力模型套用

4．6 離散方案

4．6．1 結構化格線的離散化格式

4．6．2 非結構化格線的離散化格式

4．6．3 二階迎風格式的數值不穩定性

4．7 提出的方案

4．8 結論

第5章 CFD模型的套用

5．1 格線生成

5．2 格線獨立性檢驗

5．3 最大軸向速度的衰減

5．4 軸向速度分布

5．4．1 流出平面處的軸向速度分布

5．4．2 發展區範圍

5．4．3 完成區範圍

5．5 最大切向速度的衰減

5．6 切向速度分量的分布

5．7 最大徑向速度的衰減

5．8 徑向速度分量的分布

5．9 結論

第6章 LDA實驗設定

6．1 實驗裝置

6．1．1 螺旋槳模型

6．1．2 縮比尺實驗模型

6．2 數據採集

6．2．1 測量格線

6．2．2 雷射都卜勒測速

6．2．3 Dantec LDA測量系統

6．2．4 實驗

6．2．5 誤差分析

6．3 粒子圖像測速（PIV）

6．4 結論

第7章 實驗數據分析

7．1 軸向速度分量

7．1．1 旋轉中心的軸對稱性

7．1．2 流出速度

7．1．3 流出速度的位置

7．1．4 螺旋槳射流的收縮

7．1．5 發展區長度

7．1．6 發展區內最大軸向速度的衰減

7．1．7 發展區內最大軸向速度位置

7．1．8 發展區的範圍

7．1．9 完成區的範圍

7．2 切向速度分量

7．2．1 最大切向速度的衰減

7．2．2 切向速度分量的分布

7．3 徑向速度分量

7．3．1 最大徑向速度的衰減

7．3．2 徑向速度分量的分布

7．4 結論

第8章 湍流強度

8．1 湍流強度的定義

8．1．1 Dantec LDA系統的湍流強度定義

8．1．2 Fluent湍流強度的定義

8．1．3 湍流強度的參考速度

8．2 LDA測量和CFD預測的湍流強度對比

8．2．1 湍流強度的成分

8．2．2 湍流強度

8．3 船舶螺旋槳射流的湍流強度

8．4 使用Standard k-e湍流模型的螺旋槳射流的湍流強度

8．5 使用RNG k-ε，Realizable k-ε，Standard k-ω和SSTk-ω模型的船舶螺旋槳射流的湍流強度

8．6 使用雷諾應力模型（RSM）的船舶螺旋槳射流的湍流強度

8．7 使用Spalart-Allmaras模型的船舶螺旋槳射流的湍流強度

8．8 結論

第9章 結論和展望

9．1 結論

9．2 展望

參考文獻