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断级与槽道耦合作用下高速滑行艇水气动力特性研究

摘要第5-7页
abstract第7-8页
博士学位论文创新成果自评表第9-15页
第1章 绪论第15-39页
    1.1 研究的背景和意义第15-16页
    1.2 常规滑行艇水动力研究进展第16-21页
        1.2.1 传统的滑行艇水动力研究手段第16-17页
        1.2.2 CFD技术在滑行艇水动力性能研究中的应用第17-21页
    1.3 断级滑行艇的发展及研究现状第21-26页
        1.3.1 断级滑行艇的试验研究现状第22-25页
        1.3.2 断级滑行艇的数值研究现状第25-26页
    1.4 海豚运动研究现状第26-27页
    1.5 气动增升技术的发展和研究现状第27-34页
        1.5.1 气动增升船型的发展第27-30页
        1.5.2 单槽道型气动增升船研究现状第30-32页
        1.5.3 多槽道型气动增升船研究现状第32-34页
    1.6 论文的主要研究工作第34-37页
    1.7 本章小结第37-39页
第2章 滑行艇直航运动数值模拟方法及CFD不确定度分析第39-59页
    2.1 数值计算的基本方法第39-41页
        2.1.1 控制方程第39-40页
        2.1.2 SST湍流模型第40-41页
        2.1.3 自由表面的捕捉第41页
    2.2 滑行艇二自由度运动模拟的实现第41-44页
        2.2.1 滑行艇的航行特征第41-42页
        2.2.2 运动与流场的耦合求解方法第42-44页
    2.3 数值船池模型的建立及网格的划分第44-47页
        2.3.1 计算模型简介第44-45页
        2.3.2 计算域的建立及边界条件的设置第45-46页
        2.3.3 网格划分形式第46-47页
    2.4 网格收敛性验证第47-55页
        2.4.1 CFD不确定度评估的概念第47-48页
        2.4.2 不确定度分析中检验和验证的方法第48-50页
        2.4.3 网格收敛性验证流程第50-52页
        2.4.4 计算结果的不确定度分析第52-55页
    2.5 对特殊流动现象的捕捉第55-58页
    2.6 本章小结第58-59页
第3章 细长型断级滑行艇水动力特性的数值和试验研究第59-93页
    3.1 细长型无断级滑行艇的设计第59-64页
        3.1.1 基本艇型方案简介第59-60页
        3.1.2 参数驱动模型的建立第60-64页
    3.2 断级的设计及其减阻效果的检验第64-67页
        3.2.1 断级的设计第64-65页
        3.2.2 断级的布置对其减阻特性的影响第65-67页
    3.3 不同断级布置方案艇底流动特性的差异第67-74页
        3.3.1 艇体浸湿特性上的差异第67-71页
        3.3.2 空穴产生的机理以及初生状态下的水气特性第71-72页
        3.3.3 三角滑行状态下空穴的水气特性第72-74页
    3.4 断级布置对艇底动压力及纵向运动稳定性的影响第74-79页
        3.4.1 艇底动压力的差异第74-76页
        3.4.2 系列模型在纵向稳定性上的差异第76-79页
    3.5 细长型断级滑行艇水动力性能的试验验证第79-88页
        3.5.1 试验模型及试验装置简介第80-81页
        3.5.2 试验与数值计算结果的对比第81-82页
        3.5.3 试验中模型的兴波特性分析第82-85页
        3.5.4 试验中艇底空穴的观测第85-86页
        3.5.6 试验中发生的海豚运动第86-88页
    3.6 舭部防溅措施的设计第88-91页
        3.6.1 舭部压浪条的设计第88-89页
        3.6.2 压浪条对艇体水动力性能的影响及防溅效果分析第89-91页
    3.7 本章小结第91-93页
第4章 实尺度流场模拟及构型参数对断级水动力性能的影响第93-121页
    4.1 基于CFD的断级滑行艇尺度效应研究第93-106页
        4.1.1 实尺度流场模拟中的网格收敛性分析第94-96页
        4.1.2 不同尺度艇体流动特征的相似性第96-101页
        4.1.3 实艇摩擦阻力的尺度效应第101-102页
        4.1.4 利用傅汝德方法对模型计算阻力进行换算第102-103页
        4.1.5 纵向稳定性的尺度效应第103-106页
    4.2 变斜升角系列断级主艇体水动特性研究第106-112页
        4.2.1 变斜升角系列断级主艇体的设计第107-108页
        4.2.2 斜升角对艇体航行特性的影响第108-109页
        4.2.3 系列模型断级水动力性能的差异第109-112页
    4.3 变折角线宽系列断级主艇体水动力特性研究第112-118页
        4.3.1 变折角线宽系列断级主艇体的设计第112-113页
        4.3.2 折角线宽对艇体航行特性的影响第113-114页
        4.3.3 系列模型断级水动力性能的差异第114-118页
    4.4 本章小结第118-121页
第5章 槽道的设计及其与断级的水气混合动力特性研究第121-149页
    5.1 三体断级滑行艇艇型设计第121-126页
        5.1.1 三体滑行艇的基本艇型特征第121-122页
        5.1.2 槽道构型的设计第122-125页
        5.1.3 片体的设计第125-126页
    5.2 三体滑行艇与常规滑行艇在艇型和航行特性上的对比第126-132页
        5.2.1 与等宽单体滑行艇艇型特征的对比第126-128页
        5.2.2 三体滑行艇绕流场模拟中的网格收敛性分析第128-129页
        5.2.3 三体滑行艇在阻力及纵向稳定性上的优势第129-132页
    5.3 主艇体兴波作用下槽道水气动力特性研究第132-140页
        5.3.1 槽道内部的兴波特性第132-135页
        5.3.2 主艇体兴波与槽道水气动升力之间的相关性第135-139页
        5.3.3 槽道升力与纵倾力矩第139-140页
    5.4 槽道对断级艇主艇体水动力性能的影响第140-146页
        5.4.1 槽道作用下断级后空穴形态的变化第141-143页
        5.4.2 槽道的气动增升作用对主艇体浸湿特性的影响第143-144页
        5.4.3 气动增升作用所引起的阻力成分的变化第144-145页
        5.4.4 槽道与断级的耦合作用特性第145-146页
    5.5 本章小结第146-149页
第6章 片体设计参数对三体滑行艇水动动力特性的影响第149-179页
    6.1 片体在横向上的布置对艇体水气动力特性的影响第149-157页
        6.1.1 不同片体布置方案的航行特性第150-151页
        6.1.2 片体的横向移动对槽道水气动力性能的影响第151-154页
        6.1.3 片体的横向移动对断级主艇体水动力性能的影响第154-157页
    6.2 片体在纵向的延伸对三体滑行艇水气动力特性的影响第157-163页
        6.2.1 不同片体长度方案的航行特性第157-158页
        6.2.2 片体的延伸对槽道水气动力性能的影响第158-161页
        6.2.3 片体的延伸对断级主艇体水动力特性的影响第161-163页
    6.3 片体的浸深对三体滑行艇水气动力特性的影响第163-176页
        6.3.1 不同片体浸深方案的航行特性第164-166页
        6.3.2 片体浸深的变化对槽道水气动力性能的影响第166-171页
        6.3.3 片体浸深的变化对断级主艇体水动力性能的影响第171-176页
    6.4 片体构型对三体滑行艇航行性能的影响规律第176-178页
    6.5 本章小结第178-179页
第7章 不同主体构型的三体滑行艇设计及片体作用规律的应用第179-209页
    7.1 变斜升角系列三体滑行艇水气动力特性研究第179-190页
        7.1.1 变斜升角后槽道和片体的设计第179-181页
        7.1.2 变斜升角后三体滑行艇与主艇体在航行特性上的差异第181-182页
        7.1.3 斜升角对槽道和断级耦合水气动力特性的影响第182-187页
        7.1.4 以片体重构来改善TH30的航行阻力第187-189页
        7.1.5 以片体重构来提升TH50的纵向稳定性第189-190页
    7.2 变折角线宽系列三体滑行艇水气动力特性研究第190-197页
        7.2.1 变折角线宽后槽道和片体的设计第190-191页
        7.2.2 变折角线宽后三体滑行艇与主艇体在航行特性上的差异第191-192页
        7.2.3 折角线宽对槽道和断级耦合水气动力特性的影响第192-197页
    7.3 多折边艇型及其在大斜升角三体滑行艇上的应用第197-206页
        7.3.1 多折边型三体滑行艇艇型设计第197-198页
        7.3.2 多折边型三体滑行艇与原窄体方案在航行特性上的差异第198-199页
        7.3.3 附加折边对槽道和断级耦合水气动力特性的影响第199-203页
        7.3.4 以片体布置及构型的调整来改善三折边方案的阻力第203-204页
        7.3.5 应用多折边艇型改善50系列的纵向稳定性第204-206页
    7.4 本章小结第206-209页
总结第209-213页
参考文献第213-225页
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果第225-227页
致谢第227-229页
附录第229-235页

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