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近自由表面地效翼及水翼升力理论研究

摘要第4-6页
ABSTRACT第6-7页
主要符号表第22-24页
1 绪论第24-34页
    1.1 研究背景与意义第24-27页
        1.1.1 近自由表面地效翼的背景及意义第24-25页
        1.1.2 水翼的背景及意义第25-26页
        1.1.3 自由表面格林函数的背景及意义第26-27页
    1.2 国内外相关工作研究进展第27-30页
        1.2.1 定常地效翼升力理论的研究进展第27-28页
        1.2.2 非定常地效翼升力理论的研究进展第28-29页
        1.2.3 水翼升力理论的研究进展第29-30页
    1.3 本文主要研究思路第30-34页
第一部分:近自由表面定常地效翼升力理论第34-98页
    2 二维近自由表面地效翼升力理论第36-59页
        2.1 引言第36页
        2.2 控制方程及边界条件第36-38页
            2.2.1 控制方程第36页
            2.2.2 动力学自由表面边界条件第36-37页
            2.2.3 运动学自由表面边界条件第37-38页
        2.3 自由表面条件的线性化第38-40页
            2.3.1 自由表面条件线性化的依据第38-39页
            2.3.2 自由表面边界条件的线性化处理第39-40页
        2.4 自由表面上方定常移动二维奇点的格林函数第40-42页
        2.5 高速条件下自由表面上速度分布第42-44页
            2.5.1 水平速度分布第43页
            2.5.2 垂向速度分布第43-44页
        2.6 近固壁及自由表面定常运动点涡的升力计算第44-48页
        2.7 维地效翼升力简化计算方法第48-50页
        2.8 维近水面地效翼升力理论第50-51页
        2.9 结果与讨论第51-58页
            2.9.1 无限流体中机翼的升力第51-53页
            2.9.2 靠近自由表面单个地效翼的升力性能第53-56页
            2.9.3 靠近自由表面复合地效翼的升力性能第56-58页
        2.10 本章小结第58-59页
    3 近自由表面地效翼升力线理论第59-77页
        3.1 引言第59页
        3.2 Prandtl升力线理论的回顾第59-62页
        3.3 自由表面上方定常移动马蹄涡系诱导的速度势第62-64页
        3.4 利用升力线理论计算地效翼升力第64-66页
        3.5 结果与讨论第66-76页
            3.5.1 三维地效翼升力性能第66-69页
            3.5.2 无限空间内复翼的升力特性第69-71页
            3.5.3 近自由表面复翼的升力特性第71-76页
        3.6 本章小结第76-77页
    4 三维定常地效翼涡格法第77-98页
        4.1 引言第77-78页
        4.2 涡格法基本思想第78页
        4.3 单根马蹄涡线在自由表面上方定常移动的格林函数第78-83页
        4.4 近自由表面定常运动马蹄涡升力计算第83-87页
        4.5 高速条件下自由表面上速度分布第87-88页
        4.6 利用涡格法计算三维定常地效翼升力第88-89页
        4.7 结果与讨论第89-97页
            4.7.1 平板地效翼的升力性能第89-92页
            4.7.2 带端板地效翼的升力性能第92-95页
            4.7.3 有反角地效翼的升力性能第95-96页
            4.7.4 串列地效翼的升力性能第96-97页
        4.8 本章小结第97-98页
第二部分:波浪作用下非定常地效翼升力理论第98-144页
    5 二维非定常近波浪地效翼离散涡元法第100-122页
        5.1 引言第100页
        5.2 基本方程第100-101页
        5.3 边界条件第101-102页
        5.4 自由表面上方二维非定常运动奇点的格林函数第102-106页
        5.5 规则波在空气和水中诱导的速度势第106-107页
        5.6 波浪上方飞行的二维地效翼的升力问题第107-110页
        5.7 算法的检验第110-112页
        5.8 结果与讨论第112-121页
        5.9 本章小结第121-122页
    6 三维非定常近波浪地效翼涡格法第122-144页
        6.1 引言第122页
        6.2 基本方程第122页
        6.3 自由表面上方三维非定常运动涡环的格林函数第122-125页
        6.4 规则波在空气和水中诱导的速度势第125-126页
        6.5 三维非定常涡格法第126-129页
        6.6 算法的检验第129-132页
        6.7 结果与讨论第132-142页
        6.8 本章小结第142-144页
第三部分:近自由表面水翼升力理论第144-205页
    7 二维近自由表面水翼升力理论第146-165页
        7.1 引言第146页
        7.2 考虑表面张力的线性自由表面边界条件第146-147页
        7.3 考虑粘性和表面张力联合作用的线性自由表面边界条件第147-149页
        7.4 考虑粘性和表面张力的二维定常移动奇点的自由表面格林函数第149-153页
            7.4.1 格林函数的推导第149-150页
            7.4.2 格林函数的计算第150-153页
        7.5 二维定常水翼升力理论第153-155页
        7.6 二维定常串列水翼升力理论第155-157页
        7.7 结果与讨论第157-164页
            7.7.1 二维定常水翼第157-162页
            7.7.2 二维定常串列水翼第162-164页
        7.8 本章小结第164-165页
    8 考虑粘性和表面张力的定常移动奇点的自由表面格林函数第165-181页
        8.1 引言第165页
        8.2 三维格林函数的推导第165-169页
        8.3 三维格林函数的快速计算第169-172页
        8.4 三维格林函数的色散关系分析第172-176页
        8.5 结果与讨论第176-180页
        8.6 本章小结第180-181页
    9 三维近自由表面水翼升力线理论和涡格法第181-196页
        9.1 引言第181页
        9.2 近自由表面马蹄涡格林函数第181-187页
        9.3 自由表面对马蹄涡系的影响第187-190页
        9.4 数值结果与讨论第190-195页
            9.4.1 三维定常水翼(升力线理论计算结果)第190-191页
            9.4.2 三维定常串列水翼(升力线理论计算结果)第191-194页
            9.4.3 三维定常水翼(涡格法计算结果)第194-195页
        9.5 本章小结第195-196页
    10 计算三维水翼升力的边界元理论第196-205页
        10.1 引言第196页
        10.2 边界元理论及数值实现第196-199页
        10.3 奇异性的处理第199-201页
        10.4 数值结果与讨论第201-204页
        10.5 本章小结第204-205页
第四部分 结论与展望第205-208页
    结论第205-206页
    创新点第206-207页
    展望第207-208页
参考文献第208-216页
附录A. 指数函数与指数积分乘积函数的计算第216-219页
    A.1. Hess-Smith方法第216-217页
    A.2. 指数逼近方法第217-219页
附录B. 二维时域格林函数计算方法第219-223页
附录C. 三维时域格林函数计算方法第223-227页
攻读博士学位期间科研项目及科研成果第227-229页
致谢第229-232页
作者简介第232页

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