本书系统地介绍了舰船水压场的最新发展和研究成果，包括舰船水压场的理论解析模型、数值计算方法和实验测试系统，提供了许多有价值的实验资料和计算结果，总结了舰船水压场的分布特征和变化规律，所建立的舰船水压场理论模型和计算方法均已得到有效验证。本书分3篇共10章内容，基于船舶水动力学中的势流理论，第1篇建立了舰船水压场的控制方程，在浅水条件下利用Boussinesq方程、KP方程及其简化形式，通过积分变换方法和有限差分方法对舰船水压场进行了解析建模和数值求解；第2篇采用Kelvin源和Rankine源格林函数，通过边界元方法和积分变换方法对有限水深条件下的舰船、潜艇和气垫船水压场进行了理论建模和数值计算；第3篇采用相似理论和现代测试技术，建立了压力场、波浪场和速度场的测量系统和直接或间接获取舰船水压场的方法，最后简要介绍了舰船水压场预报软件的实现及其工程应用。
样章试读
目录
- 目录
第1篇 浅水舰船水压场
第1章 舰船水压场控制方程 3
1.1 大地坐标系下的基本方程 3
1.1.1 连续性方程和Eulcr方程 3
1.1.2 Laplace方程和Lagrange积分4
1.1.3 边界条件4
1.1.4 水波势流运动基本方程5
1.2 船体动坐标系下的基本方程。
1.2.1 大地坐标系与船体动坐标系的关系5
1.2.2 水波势流运动基本方程6
1.3 Bousslnesq浅水波动方程 7
1.4 KP浅水波动方程10
第2章 浅水舰船水压场解析模型13
2.1 不计色散效应的舰船水压场解析模型13
2.1.1 理论模型 13
2.1.2 开挖航道的解析模型 16
2.1.3 阶梯航道的解析模型 19
2.1.4 结果分析与讨论 21
2.1.5 小结 25
2.2 计及色散效应的亚超临界航速舰船水压场解析模型26
2.2.1 理论模型 26
2.2.2 内外域速度势求解28
2.2.3 内外域压力场求解30
2.2.4 结果分析与讨论 33
2.2.5 小结 38
2.3 计及色散效应的超超临界航速舰船水压场解析模型38
2.3.1 理论模型 38
2.3.2 内外域速度场39
2.3.3 内外域压力场40
2.3.4 结果分析与讨论 41
2.3.5 小结 44
2.4 计及色散效应的亚亚临界航速舰船水压场解析模型45
2.4.1 理论模型 ，l5
2.4.2 内外域速度势求解47
2.4.3 内外域压力场求解49
2.4.4 特殊条件下的退化验证50
2.4.5 小结 51
第3章 浅水舰船水压场的数值计算 52
3.1 不计色散效应的亚临界航速舰船水压场数值计算52
3.1.1 数学问题 52
3.1.2 解析模型 52
3.1.3 有限差分法54
3.1.4 结果分析与讨论 54
3.1.5 小结 56
3.2 计及色散效应的亚临界航速舰船水压场数值计算56
3.2.1 数学问题 56
3.2.2 解析模型 56
3.2.3 数值计算 57
3.2.4 结果分析与讨论 58
3.2.5 小结 61
3.3 计及色散和非线性效应的亚临界航速舰船水压场数值计算61
3.3.1 数学问题 62
3.3.2 数值计算 62
3.3.3 结果比较与分析 62
3.3.4 小结 65
3.4 计及色散效应的超临界航速舰船水压场数值计算65
3.4.1 数学问题 66
3.4.2 解析模型 66
3.4.3 数值计算 66
3.4.4 结果比较与分析 66
3.4.5 小结 70
3.5 计及色散和非线性效应的超临界航速舰船水压场数值计算70
3.5.1 数学问题 70
3.5.2 数值计算 71
3.5.3 结果比较与分析 72
3.5.4 小结 74
3.6 阶梯航道中计及色散效应的舰船水压场数值计算75
3.6.1 数学问题 75
3.6.2 数值计算 76
3.6.3 结果分析与讨论 77
3.6.4 小结 79
第2篇 有限水深舰船、潜艇和气垫船水压场
第4章 基于薄船理论的有限水深舰船水压场 83
4.1 有限水深Kelvin源(Jreen函数83
4.1.1 Grccn函数积分表达式83
4.1.2 Green函数的偏导数 87
4.1.3 Green函数及其偏导数的无因次化 88
4.1.4 双重积分的处理方法 89
4.1.5 单重积分的处理方法 92
4.2 双重积分与单重积分的计算94
4.2.1 双重积分中内层积分Q，的计算94
4.2.2 单重积分中被积函数Q2的计算95
4.2.3 Green函数偏导数的计算结果96
4.3 舰船水压场计算公式 97
4.4 舰船水压场特性分析 98
4.4.1 计算程序编制说明98
4.4.2 余项截断法和Laguerre积分法计算结果的比较98
4.4.3 舰船水压场计算与实验结果的比较 99
本章附录Laguerre求积公式105
第5章 基于面元法的有限水深舰船水压场 107
5.1 有限水深Kelvin源Green函数另一表达式107
5.1.1 Rankine源集合108
5.1.2 局部扰动项109
5.1.3 波函数项112
5.2 Kelvin源Green函数计算结果的验证113
5.2.1 Green函数导数值与差分值比较113
5.2.2 薄船兴波阻力计算结果的比较 113
5.3 利用面元法离散船体表面114
5.4 水面兴波与水底压力的计算 116
5.4.1 水面兴波116
5.4.2 水底压力116
5.4.3 水面兴波及其对应的水底压力 117
第6章 有限水深潜艇水压场120
6.1 潜艇艇体水压场计算模型120
6.1.1 细长体模型 120
6.1.2 回转体模型 121
6.1.3 有限水深Kelvin源Green函数方法 129
6.1.4 小结134
6.2 带附体潜艇不计兴波影响的水压场计算模型 135
6.2.1 数学问题 135
6.2.2 Hess-Smith方法136
6.2.3 编程计算与结果验证139
6.2.4 船模C水压场的计算144
6.2.5 小结145
6.3 带附体潜艇计及兴波影响的水压场计算模型 145
6.3.1 计算模型115
6.3.2 SUBOFF潜艇水压场计算结果及分析146
6.3.3 船模C水压场计算结果及分析 150
6.3.4 小结152
第7章 有限水深气垫船水压场 153
7.1 数学问题 153
7.2 求解方法153
7.3 不同气垫面引起的水底压力变化155
7.3.1 矩形气垫 155
7.3.2 椭圆形气垫 158
7.4 气垫船水压场特性分析 158
第3篇 舰船水压场特性获取方法及其工程应用
第8章 基于压力测量方法获取舰船水压场 163
8.1 船模及波浪水压场实验方法 163
8.1.1 相似原理 163
8.1.2 测量方法 165
8.2 船模水压场纵向通过曲线168
8.2.1 船模A 168
8.2.2 船模B 173
8.2.3 船模C 177
8.3 波浪水压场特性曲线180
8.3.1 规则波水压场 180
8.3.2 非规则波水压场181
8.3.3 船模B及其与规则波相互作用的水压场 182
8.3.4 船模B及其与非规则波相互作用的水压场184
第9章 基于波浪和速度测量方法获取舰船水压场187
9.1 基于水面波形测量方法 187
9.2 基于有限水深海浪谱方法193
9.3 基于扰动速度测量方法 195
第10章 舰船水压场预报软件的实现及其应用 199
10.1 舰船水压场预报软件的实现 199
10.1.1 软件功能 199
10.1.2 结果验证 200
10.2 舰船水压场预报软件的应用 201
10.2.1 负压延时预报 201
10.2.2 危险航速预报 202
参考文献204
京公网安备 11010102004214号