作者：林伟豪(WeihaurLam)著
页数：264
出版社：天津大学出版社
出版日期：2017
ISBN：9787561857625
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书联合使用计算和实验的方法来研究船舶螺旋桨尾流范围内的速度分布和湍流强度。船舶螺旋桨尾流包括了两个区域，一个是流动形成区(ZFE)，另一个是稳定流动区(ZEF)。我们使用计算流体力学(CFD)方法来分析这些区域的轴向，切向和径向的速度分量。CFD分析表明，轴向速度分量是螺旋桨尾流中最主要的分量。紧随其后的是切向分量，这个方向的分量导致螺旋桨尾流发生旋转。最小的是径向分量，它使尾流发散。激光多普勒测速法(LDA) 被用来测量这两个区域的速度大小，以此来验证CFD的预测结果。研究要求选择最合适的湍流模型，旋转模型，离散化方法，计算几何学和网格类型来模仿船舶螺旋桨尾流。
本书特色
林伟豪最的《船舶螺旋桨射流速度与湍流强度概 论(英文版)》基于计算和实验两种方法研究船舶螺旋 桨射流的速度分布和湍流强度。船舶螺旋桨射流包括 两个区域：发展区(ZFE)和发展完成区(ZEF)。通过使 用计算流体力学(CFD)方法，船舶螺旋桨射流的轴向 、切向和径向的速度分量可以被预测，即螺旋桨射流 中，轴向速度分量是最主要的分量；切向速度分量促 使螺旋桨尾流发生旋转；径向分量最小，它导致尾流 的发散。激光多普勒测速法(LDA)被用来测量这两个 区域的速度大小，以此来验证CFD的预测结果。本书 确定了适用于模拟船舶螺旋桨射流的湍流模型、旋转 模型、离散格式、计算几何模型和网格类型。现有实 验结果和前人工作的对比也在书中阐述。
目录
第一章 简介1.1 船舶螺旋桨射流的特性1.2 船舶螺旋桨射流的应用1.3 本书内容
第二章 速度分量的预测方程2.1 螺旋桨射流的概念2.1.1 平射流2.1.2 轴向动量理论2.2 平射流和轴向动量理论的局限性2.3 螺旋桨射流的半经验公式2.3.1 流出速度2.3.2 螺旋桨射流的收缩2.3.3 发展区的长度2.3.4 发展区2.3.5 发展完成区2.3.6 旋转／切向速度2.3.7 径向速度
第三章 数值模拟3.1 CFD软件的选择3.2 硬件的选择3.3 螺旋桨3.3.1 螺旋桨构造3.3.2 螺旋桨的基本特征3.3.3 现有研究使用的螺旋桨3.4 几何模型的创建3.5 网格生成3.5.1 非结构化网格的生成3.5.2 结构化网格的生成3.6 计算域敏感性3.6.1 立方体域或圆柱体域3.6.2 结构化网格的域独立性3.6.3 非结构化网格的域独立性3.7 网格敏感性3.7.1 结构化网格的独立性3.7.2 非结构化网格的独立性3.8 螺旋桨3D扫描3.9 边界条件和连续区3.10 CFD的控制方程3.11 湍流模型3.11.1 Standard κ-ε湍流模型3.11.2 RNG κ-ε湍流模型3.11.3 Realizable κ-ε湍流模型3.11.4 Standard κ-ω湍流模型3.11.5 SST κ-ω模型3.11.6 Spalart-Allmaras模型3.11.7 RSM模型3.12 计算需求3.13 动网格移动3.14 离散格式3.15 近壁区处理3.16 求解算法3.17 收敛3.18 结论
第四章 CFD模型的研究4.1 标识4.2 几何分析4.3 结构化网格与非结构化网格4.4 旋转模型4.5 湍流模型4.5.1 结构化网格的Standard κ-ε模型应用4.5.2 结构化网格的RNG κ-ε模型应用4.5.3 结构化网格的：Realizable κ-ε模型应用4.5.4 结构化网格的Standard κ-ω模型应用4.5.5 结构化网格的SST κ-ω模型应用4.5.6 结构化网格的Spalart-Allmaras模型应用4.5.7 结构化网格的RSM模型应用4.6 离散格式4.6.1 结构化网格的离散格式4.6.2 非结构化网格的离散格式4.6.3 二阶离散格式的数值不稳定性4.7 提出的方案4.8 结论
第五章 CFD模型的应用5.1 网格生成5.2 网格独立性检验5.3 最大轴向速度的衰减5.4 轴向速度分布5.4.1 流出平面的轴向速度分布5.4.2 发展区的范围5.4.3 发展完成区的范围5.5 最大切向速度的衰减5.6 切向速度的范围5.7 最大径向速度的衰减5.8 径向速度的范围5.9 结论
第六章 LDA实验设置6.1 实验布置6.1.1 螺旋桨模型6.1.2 缩比尺实验模型6.2 数据采集6.2.1 测量网格6.2.2 激光多普勒测速6.2.3 Dantec LDA测量系统6.3 误差来源6.4 粒子图像测速法6.5 结论
第七章 实验数据分析7.1 轴向速度分量7.1.1 旋转中心的轴对称性7.1.2 流出速度7.1.3 流出速度的位置7.1.4 螺旋桨射流的收缩7.1.5 发展区的长度7.1.6 发展区内最大轴向速度的衰减7.1.7 发展区内最大速度的位置7.1.8 发展区的范围7.1.9 发展完成区的范围7.2 切向速度分量7.2.1 最大切向速度的衰减7.2.2 切向速度分量的范围7.3 径向速度分量7.3.1 最大径向速度的衰减7.3.2 径向速度分量的范围7.4 结论
第八章 湍流强度8.1 湍流强度的定义8.1.1 Dantec LDA测量系统中湍流强度的定义8.1.2 Fluent湍流强度的定义8.1.3 湍流强度的参考速度8.2 LDA和CFD湍流强度对比8.2.1 湍流强度的成分8.2.2 湍流强度8.3 船舶螺旋桨射流的湍流强度8.4 使用Standard κ-ε湍流模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度8.5 使用RNG κ-ε，Realizable κ-ε，Standard κ-ω和SST κ-ω湍流模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度8.6 使用RSM模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度8.7 使用Spalart-Allmaras模型的船舶螺旋桨射流的湍流强度8.8 结论
第九章 结论和展望9.1 结论9.2 展望
参考文献
