包邮船舶流体力学

第1章基本概念与方程(1)1.1流体及其性质(1)1.1.1流体(1)1.1.2连续介质模型(1)1.1.3流体密度(2)1.1.4流体黏度(2)1.2作用于流体上的力(4)1.2.1质量力(4)1.2.2表面力(5)1.3流体运动描述方法(6)1.3.1拉格朗日法(6)1.3.2欧拉法(7)1.3.3质点加速度公式(7)1.3.4物质导数(9)1.4流体微团运动分析(9)1.5质量守恒方程(12)1.6动量方程(14)1.6.1欧拉方程(14)1.6.2欧拉方程的积分(15)1.6.3纳维斯托克斯方程(17)习题(21)第2章理想流体流动(23)2.1旋涡运动的基本概念(23)2.1.1涡量(23)2.1.2涡线、涡管和旋涡强度(24)2.1.3速度环量和斯托克斯定理(24)2.2旋涡的性质(28)2.2.1开尔文定理(28)2.2.2亥姆霍兹定理(29)2.3旋涡的诱导速度(30)2.3.1点涡(30)2.3.2诱导速度公式(31)2.4兰金组合涡(34)2.4.1速度分布(35)2.4.2压力分布(35)2.4.3有自由面的情形(36)2.5无旋流动和速度势(36)2.6二维流动和流函数(38)2.7复势和复速度(41)2.8平面基本势流(42)2.8.1直匀流(42)2.8.2源和汇(44)2.8.3点涡(45)2.8.4偶极子(46)2.8.5叠加的例子(48)2.9绕圆柱体流动(49)2.9.1绕圆柱体的无环量流动(49)2.9.2绕圆柱体的有环量流动(52)2.10机翼升力定理(55)2.10.1机翼的几何特性(55)2.10.2库塔茹科夫斯基升力定理(58)2.11映像法(61)2.11.1直壁的干扰(61)2.11.2圆形壁的干扰(63)2.11.3地面效应(64)2.12附加质量(64)2.12.1速度势分解(66)2.12.2圆柱体的附加质量(66)2.12.3一般情况(67)习题(67)第3章波浪理论(71)3.1波浪控制方程(71)3.1.1基本方程(71)3.1.2边界条件(72)3.2线性微幅波(73)3.3微幅波性质(74)3.3.1色散关系(74)3.3.2流体质点运动(75)3.3.3压力分布(77)3.4波群与波能(77)3.4.1波群与群速度(77)3.4.2波能的传递(79)3.5船行波(81)3.6海浪概述(82)3.7海浪统计特性(86)3.7.1不规则波的基本概念(86)3.7.2随机过程(86)3.7.3随机过程的概率分布(88)3.7.4瑞利分布的统计特性(91)3.8海浪谱(92)3.8.1PiersonMoscowitz谱(93)3.8.2ITTC谱(93)3.8.3JONSWAP谱(94)3.8.4方向谱(94)习题(95)第4章黏性流体流动(96)4.1两平行壁面间的流动(96)4.2层流和湍流(100)4.2.1流动状态及判别方法(100)4.2.2湍流特征(101)4.3边界层方程(103)4.4平板边界层流动(105)4.4.1层流边界层(106)4.4.2湍流边界层(111)4.4.3混合边界层(113)4.5曲面边界层流动(115)4.5.1曲面压力变化及其对边界层内流动的影响(115)4.5.2边界层速度剖面(116)4.5.3边界层分离(116)习题(119)第5章船舶静水直航流体动力(120)5.1船舶运动受力(120)5.1.1摩擦阻力(120)5.1.2黏压阻力(123)5.1.3兴波阻力(127)5.2螺旋桨运动受力(131)5.2.1桨叶切面(131)5.2.2桨叶受力(132)习题(136)第6章船舶波浪运动流体动力(138)6.1船舶在波浪中运动方程(138)6.2船舶在规则波中线性横摇(141)6.3船舶在规则波中线性垂荡和纵摇(146)习题(150)第7章船舶操纵运动流体动力(152)7.1固定坐标系下操纵运动方程(152)7.2运动坐标系下操纵运动方程(153)7.3线性操纵运动微分方程(155)7.3.1作用于船体的水动力与力矩(155)7.3.2线性操纵运动微分方程(162)7.4非线性操纵运动数学模型(163)7.4.1Abkowitz非线性数学模型(163)7.4.2MMG非线性数学模型(167)习题(171)附录A常用公式(172)参考文献(173)第1章基本概念与方程(1)1.1流体及其性质(1)1.1.1流体(1)1.1.2连续介质模型(1)1.1.3流体密度(2)1.1.4流体黏度(2)1.2作用于流体上的力(4)1.2.1质量力(4)1.2.2表面力(5)1.3流体运动描述方法(6)1.3.1拉格朗日法(6)1.3.2欧拉法(7)1.3.3质点加速度公式(7)1.3.4物质导数(9)1.4流体微团运动分析(9)1.5质量守恒方程(12)1.6动量方程(14)1.6.1欧拉方程(14)1.6.2欧拉方程的积分(15)1.6.3纳维斯托克斯方程(17)习题(21)第2章理想流体流动(23)2.1旋涡运动的基本概念(23)2.1.1涡量(23)2.1.2涡线、涡管和旋涡强度(24)2.1.3速度环量和斯托克斯定理(24)2.2旋涡的性质(28)2.2.1开尔文定理(28)2.2.2亥姆霍兹定理(29)2.3旋涡的诱导速度(30)2.3.1点涡(30)2.3.2诱导速度公式(31)2.4兰金组合涡(34)2.4.1速度分布(35)2.4.2压力分布(35)2.4.3有自由面的情形(36)2.5无旋流动和速度势(36)2.6二维流动和流函数(38)2.7复势和复速度(41)2.8平面基本势流(42)2.8.1直匀流(42)2.8.2源和汇(44)2.8.3点涡(45)2.8.4偶极子(46)2.8.5叠加的例子(48)2.9绕圆柱体流动(49)2.9.1绕圆柱体的无环量流动(49)2.9.2绕圆柱体的有环量流动(52)2.10机翼升力定理(55)2.10.1机翼的几何特性(55)2.10.2库塔茹科夫斯基升力定理(58)2.11映像法(61)2.11.1直壁的干扰(61)2.11.2圆形壁的干扰(63)2.11.3地面效应(64)2.12附加质量(64)2.12.1速度势分解(66)2.12.2圆柱体的附加质量(66)2.12.3一般情况(67)习题(67)第3章波浪理论(71)3.1波浪控制方程(71)3.1.1基本方程(71)3.1.2边界条件(72)3.2线性微幅波(73)3.3微幅波性质(74)3.3.1色散关系(74)3.3.2流体质点运动(75)3.3.3压力分布(77)3.4波群与波能(77)3.4.1波群与群速度(77)3.4.2波能的传递(79)3.5船行波(81)3.6海浪概述(82)3.7海浪统计特性(86)3.7.1不规则波的基本概念(86)3.7.2随机过程(86)3.7.3随机过程的概率分布(88)3.7.4瑞利分布的统计特性(91)3.8海浪谱(92)3.8.1PiersonMoscowitz谱(93)3.8.2ITTC谱(93)3.8.3JONSWAP谱(94)3.8.4方向谱(94)习题(95)第4章黏性流体流动(96)4.1两平行壁面间的流动(96)4.2层流和湍流(100)4.2.1流动状态及判别方法(100)4.2.2湍流特征(101)4.3边界层方程(103)4.4平板边界层流动(105)4.4.1层流边界层(106)4.4.2湍流边界层(111)4.4.3混合边界层(113)4.5曲面边界层流动(115)4.5.1曲面压力变化及其对边界层内流动的影响(115)4.5.2边界层速度剖面(116)4.5.3边界层分离(116)习题(119)第5章船舶静水直航流体动力(120)5.1船舶运动受力(120)5.1.1摩擦阻力(120)5.1.2黏压阻力(123)5.1.3兴波阻力(127)5.2螺旋桨运动受力(131)5.2.1桨叶切面(131)5.2.2桨叶受力(132)习题(136)第6章船舶波浪运动流体动力(138)6.1船舶在波浪中运动方程(138)6.2船舶在规则波中线性横摇(141)6.3船舶在规则波中线性垂荡和纵摇(146)习题(150)第7章船舶操纵运动流体动力(152)7.1固定坐标系下操纵运动方程(152)7.2运动坐标系下操纵运动方程(153)7.3线性操纵运动微分方程(155)7.3.1作用于船体的水动力与力矩(155)7.3.2线性操纵运动微分方程(162)7.4非线性操纵运动数学模型(163)7.4.1Abkowitz非线性数学模型(163)7.4.2MMG非线性数学模型(167)习题(171)附录A常用公式(172)参考文献(173)