基本信息出版社：哈尔滨工程大学出版社
页码：392 页
出版日期：2007年10月
ISBN：7810736434
条形码：9787810736435
版本：第2版
装帧：平装
开本：16
正文语种：中文
丛书名：船舶与海洋工程系列
内容简介 《船舶螺旋桨理论与应用》可作为高等学校船舶与海洋工程设计制造专业的研究生教材和本科生的选修教材，也可作为其他相关专业的教学参考书，或船舶设计及研究部门的科技人员参考。螺旋奖理论是用流体力学理论方法，研究和计算作用在螺旋桨桨叶上的流动力和由螺旋桨扰动产生的速度场及压力场的理论。本教材根据船舶螺旋桨理论的发展过程，在简单了解螺旋桨升力线理论的基础上，系统地介绍了螺旋桨升力面理论及面元法的数学力学基础、数值处理方法及其在工程实际中的应用。 《船舶螺旋桨理论与应用》共分八章，主要包括与螺旋桨理论有关的流体力学基础、螺旋桨升为线理论、升力面理论和面元法、螺旋桨空泡流水动力学、螺旋桨激振力、非常规推进器等内容。《船舶螺旋桨理论与应用》力求充分反映国内外近年来螺旋桨理论发展的最新成果，并结合应用实例提供个体解决问题的方法，以适应当今的教学要求。
编辑推荐 《船舶螺旋桨理论与应用》由哈尔滨工程大学出版社出版。
目录
第1章 绪论
参考文献
第2章 螺旋桨理论的流体力学原理
2.1 速度场，加速度及涡量场
2.2 柱坐标系中的运动方程
2.3 运动坐标系中的运动方程
2.4 边界条件
2.5 源的面分布及其速度势
2.6 偶极子的面分布及其速度势
2.7 从涡量场和速度的散量场确定速度场
2.8 涡线及涡片的概念
2.9 偶极子片与涡片之间的等价关系
2.10 格林公式的应用
2.11 茹可夫斯基力和拉格雷力
2.12 库塔-茹可夫斯基条件
2.13 薄翼理沦
2.14 翼型的空化斗
2.15 翼型设计及标准翼型
参考文献
第3章 螺旋桨升力理论
3.1 螺旋桨升力线理论导言
3.2 螺旋桨的旋涡模型
3.3 对称螺旋桨线诱导速度场的若干几何特性
3.4 螺旋涡线的速度势
3.5 螺旋涡线对升力线处的诱导速度
3.6 螺旋涡片的诱导速度
3.7 等螺距螺旋涡片的诱导速度的正交性
3.8 最佳环量分布螺旋桨设计问题
3.9 任意环量分布螺旋桨设计问题
3.10 用升力线理论求解螺旋桨的正问题
3.11 桨叶剖面的选择
3.12 螺旋桨升力面理论修正
3.13 翼型阻力影响
3.14 强度校核
参考文献
第4章 螺旋桨的升力面理论
4.1 绪论
4.2 螺旋桨几何形态的数学表达
4.3 螺旋桨边界条件的提法
4.4 边值问题的分解
4.5 叶面区内的涡系模型及离散化
4.6 尾流区的涡系模型
4.7 正常问题涡系的诱导速度计算
4.8 源分布的诱导速度计算
4.9 定常问题的正问题求解
4.10 水动力计算
4.11 螺旋桨定常性能升力面方法的一个实例
4.12 螺旋桨的升力面设计方法
4.13 非定常机翼的涡系
4.14 螺旋桨非定常升力面模型
4.15 螺旋桨非定常升力面问题的求解
4.16 作用于桨叶上的非定常水动力
4.17 升力面理论的准连续计算方法
4.18 桨毂影响的处理
4.19 非定常非线性涡格法在螺旋桨理论中的应用
附录1 直线涡段的诱导速度
附录2 源线段的诱导速度
参考文献
第5章 螺旋桨的面元法
5.1 概述
5.2 螺旋桨面元法的基本积分方程及边界条件
5.3 利用面预报螺旋桨定常水动力性能
5.4 螺旋桨非定常水动力性能预报
5.5 面元法在螺旋桨设计问题上的应用
附录 面元影响系数的计算
参考文献
第6章 螺旋桨的空泡流水动力学
6.1 概述
6.2 升力面理论在三维机翼空泡计算中的应用
6.3 升力面理论在螺旋桨空泡计算中的应用
6.4 面元法在螺旋桨空泡计算中的应用
6.5 空泡螺旋桨理论设计方法
参考文献
第7章 螺旋桨激振力
7.1 激振力的基本概念
7.2 螺旋桨表面力计算
7.3 螺旋桨表面力直接计算方法
7.4 螺旋桨激振力的试验研究
参考文献
第8章 非常规推进器的计算及应用
8.1 对转螺旋桨的升力面理论计算和设计方法
8.2 调距桨水动力性能及转叶力矩的计算
8.3 导管可调螺距螺旋桨水动力性能
8.4 导管螺旋桨升力面/面元耦合设计方法
8.5 带前或后定子导管螺距螺旋桨水动力性能
8.6 螺旋桨与舵相互干扰问题
参考文献
……
序言 螺旋桨理论是船舶流体力学和船舶性能相关研究的一个非常重要的组成部分，这可以从国际船模试验池会议创建以来的一系列活动得到证实。螺旋桨技术委员会或推进器技术委员会一直是世界各国有关研究机构最希望介入的一个技术委员会。自第x届国际船模试验池会议以来，它不仅是其中四个常设技术委员会之一，而且，在历届专门技术委员会中，与螺旋桨或推进器有关的研究活动为数最多。
从20世纪70年代开始，世界上船舶吨位和主机功率迅速增大，船舶振动问题越来越突出，成为船舶设计工作者必须面对和考虑的问题之一。此时，推进器的权衡设计问题也提了出来，而电子计算机技术迅速发展，也为实现这种设计方法提供了可能性。为了适应发展的需要，中国造船工程学会船舶力学委员会船舶推进和空泡学组曾于1981年举办了“螺旋桨环流理论设计方法”和“螺旋桨激振力”的学习班。嗣后，相应的专著《船舶螺旋桨理论》和《螺旋桨激振力》于1985年和1987年相继问世，它们与《船舶推进》一起形成了船舶类高等学校与船舶推进领域有关的系列教材，被研究所和高校采用，作为该专业的研究生教材，广受欢迎。
20多年过去了，上述几本专著早已售罄。而且，更主要的是船舶螺旋桨理论在这段时间已有很大进展，我们都面临着知识更新的问题。这些年来，随着计算机的运算速度飞速提高，存和硬盘容量大幅度增加，我国船舶流体力学研究工作者在螺旋桨理论的研究方面也取得了丰硕的新成果，并且已在各类螺旋桨性能预报和设计等工程申得到广泛的应用。鉴于上述原因，本书的出版已成为必要和可能。
本书共分八章，主要包括与螺旋桨理论有关的流体力学基础、螺旋桨升力线理论、升力面理论和面元法、螺旋桨空泡流水动力学、螺旋桨激振力、非常规推进器等容。本书力求充分反映国外近年来螺旋桨理论发展的最新成果，并结合应用实例提供具体解决问题的方法，以适应当今的教学要求。
对各位详细审阅了书稿，并提出了宝贵意见的专家，在此深表感谢！
同时作者在此还要感谢熊鹰教授，他同意将其博士论文部分容：“面元法在螺旋桨空泡计算中的应用”编入本书。由于编著者撰写时间有限，书中难免存在错误或不足之处，望读者指正。
文摘 插图：
在《船舶推进》课程中，我们已经详细地讨论过螺旋桨的图谱设计方法。由于计算方便，易为人们所掌握，而且如选用图谱适宜，结果也较满意，尤其是对一些中小型船厂来说，目前仍是应用较广的一种设计方法。但是实际螺旋桨运转于非均匀的船后尾流场中，实践表明，这种尾流场的不均匀性发展到一定程度后，将会发生螺旋桨空泡和引起船体振动等问题。这种情况下，图谱所提供的一些常规螺旋桨形式已远不能适应实际运营的需求，图谱设计方法已显得无能为力。此时，用环流理论方法所设汁的螺旋桨将显示出它的优越性。环流理论设计方法是根据环流理论及各种桨叶剖面的试验或理论数据进行的螺旋桨设计，用此种方法可以分别选择各半径处最适宜的螺距和剖面形状，以照顾到船后伴流不均匀性的影响，因而对于螺旋桨的空泡和振动问题能进行比较正确的考虑。以往由于此方法计算繁复，加工工艺也较复杂，故在我国除某些军用船外应用甚少。20世纪70年代开始，世界上船舶吨位和主机功率迅速增大，船舶振动问题越来越突出，成为船舶设计工作者必须面对和考虑的问题之一。此时，推进器的权衡设计问题也提了出来，而电子计算机技术迅速发展，为实现这种设计方法提供了可能。
螺旋桨的环流理论（或称旋涡理论），是把流体力学中的机翼理论用于研究螺旋桨的作用力与其周围流体速度场之间的基本规律，从而确定螺旋桨的水动力性征。
自从普兰特（Prandtl）建立机翼的升力线理论后，在1929年葛尔斯坦（Goldstein）就有螺旋桨涡流理论的发表。此后，基于螺旋桨升力线理论的螺旋桨性能预估方法和相应的螺旋桨设计方法均得到充分的发展，日臻完善，直至1952年勒勃斯（Lerbs）文章发表。由于船用螺旋桨叶属于短翼范畴，故用升力线方法计算精度不够。20世纪50年代，琴采尔（Ginzel）和勒勃斯（Lerbs）分别发表了简化的升力面理论，提出了对升力线理论结果的升力面理论修正方法，前者考虑了拱度修正，而后者则进一步附加攻角修正，但应用升力面理论来建立一个完整的螺旋桨设计计算方法应该说是从1961年卞保琦的方法开始，同时也由于20世纪60年代后，电子计算机的迅速发展为复杂而计算量大的升力面理论计算提供了可能性。因此，上世纪60年代后螺旋桨升力面理论以及它的数值计算方法发展很快，它已涉及到螺旋桨定常与非定常问题，新型叶剖面的设计与应用，以及桨叶空化预报计算。