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第一章 绪论 1

参考文献 6

第二章 有关流体力学基础的补充 9

2．1柱坐标系及运动坐标系中的流体动力学方程 9

在与空间固定的坐标系中的方程式 9

在运动坐标系中的方程式 10

2．2从涡量场及速度的散量场确定速度场 13

2．3奇点面分布的一些重要特性 14

源汇分布 14

偶极子的面分布 15

涡片 16

比奥-萨瓦（Biot-Sawart）定律 19

偶极子片与涡片之间的等价关系 20

2．4格林定理（Green’s Theorem）的应用 21

2．5作用于物体上的定常和非定常的力及力矩 24

参考文献 27

第三章 螺旋桨的升力面理论 28

3．1概述 28

3．2螺旋桨几何形状的数学表达 28

3．3螺旋桨的边界条件 33

3．4螺旋桨的升力面模型 38

3．5考虑叶片厚度的边值问题 39

常用的处理方法 39

精细的处理方法 42

3．6处理螺旋桨升力面边值问题的概念 47

3．7叶面区内的涡系模型及离散化 50

涡格的生成 50

叶梢分离涡模型 53

导边分离涡模型 53

3．8尾流区内的涡系模型 54

详细决定尾涡模型的方法 55

决定尾涡变形的简化方法 57

3．9定常问题涡系的诱导速度计算 58

3．10源分布的诱导速度计算 59

3．11定常问题的正问题求解 60

3．12水动力计算 63

3．13螺旋桨的升力面设计计算方法 66

3．14非定常机翼的涡系 69

3．15 螺旋桨非定常升力面模型 71

3．16螺旋桨非定常升力面问题的求解 74

涡格的建立 74

其他叶片（包括它们的尾涡片）上的奇点布置 74

Kutta条件的处理 74

在控制点上的法向诱导速度计算及边值问题的方程式 76

在时域中的分步计算 78

3．17作用于桨叶上的非定常水动力 78

轴承力 78

伴流场的谐调分析 80

轴承力的频率特征及与伴流场的偶合效应 80

3．18升力面理论的准连续计算方法 84

3．19桨毂影响的处理 89

3．20对转螺旋桨的升力面理论计算方法 91

对转螺旋桨定常化的升力面理论计算法 92

均匀来流中对转螺旋桨非定常升力面理论计算法 95

非均匀来流中对转螺旋桨非定常升力面理论计算法 98

对转螺旋桨非定常水动力的频率 99

对转螺旋桨非定常水动力计算 103

参考文献 104

第四章 螺旋桨的面元法 106

4．1概述 106

4．2螺旋桨面元法的基本积分方程及边界条件 107

螺旋桨定常面元法的基本积分方程及边界条件 107

螺旋桨非定常面元法的基本积分方程及边界条件 110

4．3利用面元法预报螺旋桨定常水动力性能 111

方程数值离散 112

压力Kutta条件的实施 113

面元网格的划分 114

速度分布和压力分布的计算 116

螺旋桨水动力性能计算 117

数值试验 118

定常面元法的实例计算及验证 122

4．4螺旋桨非定常水动力性能预报 126

数值离散 126

Kutta条件 127

非定常面元法数值计算方法的校核 128

4．5可调螺距螺旋桨性能和转叶力矩的预报计算 132

可调螺距螺旋桨转叶力矩的研究 132

面元法的应用 133

可调螺距螺旋桨桨叶转角后桨叶剖面的畸变 135

4．6导管螺旋桨升力面／面元耦合的水动力计算方法 136

导管调距桨定常性能数值计算 136

导管螺旋桨非定常性能数值计算 140

4．7导管螺旋桨定常与非定常面元法 148

导管螺旋桨非定常面元法 148

导管螺旋桨定常面元法 151

算例 151

4．8螺旋桨与舵相互干扰问题 153

螺旋桨与舵非定常性能数值计算方法 154

计算结果及讨论 156

4．9面元法在螺旋桨设计问题上的应用 159

导管螺旋桨升力面／面元耦合设计方法 159

螺旋桨面元设计方法 164

参考文献 168

第五章 基于粘流理论的螺旋桨CFD计算方法 171

5．1概述 171

5．2流动控制方程 173

5．3湍流模型 175

Baldwin-Lomax（B-L）代数模型 175

二方程湍流模型——k-ε模型 176

二方程湍流模型——k-ω模型 177

5．4数值离散方法 178

有限差分法 178

有限体积法 184

5．5数值网格生成 186

结构网格生成方法 186

非结构网格生成技术 191

混合网格生成技术 193

5．6一般曲线坐标系下的RANS方程 193

5．7 RANS方程的数值求解方法 195

分离解法 195

投影法 197

耦合法——人工可压缩性方法 198

5．8螺旋桨周围流场及水动力性能预报 199

螺旋桨流道区域数值网格生成 200

雷诺平均应力方程（RANS）数值求解 201

数值算例 206

5．9船舶推进器领域CFD技术发展与应用 212

螺旋桨敞水性能预报 213

螺旋桨非定常水动力性能预报 216

导管螺旋桨敞水性能预报 217

参考文献 220

第六章 螺旋桨空泡流的势流方法 224

6．1概述 224

6．2升力面理论在三维机翼空泡计算中的应用 225

基本假定及几何处理 226

边值问题 226

积分方程 233

数值计算 234

数值计算中的几个注意点 236

6．3升力面理论在螺旋桨空泡计算中的应用 237

基本假定及几何处理 238

边值问题 239

积分方程 242

数值计算 242

算例 245

6．4面元法在螺旋桨空泡计算中的应用 248

坐标系与螺旋桨的几何表达 249

边值问题 250

数值求解方法 256

数值计算结果 257

几点注释 258

参考文献 263

第七章 现代船舶推进器的设计方法及其发展趋势 265

7．1概述 265

7．2新型叶剖面 267

7．3新型叶剖面在螺旋桨设计中的应用 279

7．4考虑非定常运转的螺旋桨设计 280

7．5应用B样条修改叶剖面及螺旋桨设计 283

应用B样条曲线设计翼剖面 285

应用B样条曲面设计螺旋桨叶 286

7．6应用粘流CFD计算船后推进器的水动力性能 286

7．7粘流／势流耦合的船后推进器设计方法 294

参考文献 300

附录Ⅰ 直线涡段的诱导速度 303

附录Ⅱ 源线段的诱导速度 305

附录Ⅲ 在螺旋桨拱弧面上？s·A的计算公式 307