《水動力性能測試技術(shù)》主要介紹了常見的水動力實(shí)驗(yàn)設(shè)施、常用的水動力實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和常見的水動力實(shí)驗(yàn)原理、方案以及數(shù)據(jù)處理過程等。全書共分6章,第1章介紹了常見的水動力實(shí)驗(yàn)設(shè)施循環(huán)水槽;第2章介紹了幾種常用的水動力實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備;第3-6章介紹了能夠在循環(huán)水槽中完成的幾類常見的水動力實(shí)驗(yàn)和基礎(chǔ)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn);后在附錄中介紹了幾種常見實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
《水動力性能測試技術(shù)》可以作為船舶與海洋工程等專業(yè)及相關(guān)專業(yè)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教材,同時亦可供船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物水動力實(shí)驗(yàn)研究或自學(xué)參考。
船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物的水動力模型實(shí)驗(yàn)是研究船舶或海洋工程結(jié)構(gòu)物水動力性能的一種非常有效的方法。目前,在船舶、海洋工程結(jié)構(gòu)、水工建筑和海洋裝備等領(lǐng)域中,模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果已成為驗(yàn)證理論方法正確性、數(shù)值模擬可靠性和仿真預(yù)報(bào)可行性的重要參考指標(biāo)。本書以常見的水動力實(shí)驗(yàn)設(shè)施循環(huán)水槽為例,系統(tǒng)地介紹了其結(jié)構(gòu)組成、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備以及相關(guān)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的方案內(nèi)容,便于讀者掌握水動力性能測試的相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法,同時也為讀者理解水動力性能的研究方法和研究內(nèi)容提供幫助。
全書共有6章內(nèi)容,第1章主要介紹了水動力實(shí)驗(yàn)設(shè)施循環(huán)水槽的結(jié)構(gòu)和工作原理;第2章主要介紹了完成水動力實(shí)驗(yàn)所需的儀器和設(shè)備,如測力天平、船模阻力儀、敞水動力儀、數(shù)據(jù)采集儀、自航動力儀、平面運(yùn)動機(jī)構(gòu)和粒子圖像測速(PIV)系統(tǒng)等;第3章主要介紹了水動力實(shí)驗(yàn)設(shè)施中可以完成的幾類典型的基礎(chǔ)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn),如流速測量、平板阻力測量和圓柱繞流等;第4章主要介紹了船舶和水下航行器相關(guān)的幾類重點(diǎn)模型實(shí)驗(yàn),如船模阻力測量,螺旋槳敞水性能測量,舵、翼的升阻力測量和水下航行器的約束模水動力性能測量等;第5章主要是以系纜、海洋儀器裝備測試平臺和閘門等為例對水工結(jié)構(gòu)和海洋裝備的相關(guān)水動力實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法進(jìn)行介紹;第6章分別以潮流能渦輪葉片水動力性能測量、平板表面不同材料涂層時的阻力性能測量和新型流速儀的性能標(biāo)定實(shí)驗(yàn)等為例對新能源、新材料和新儀器設(shè)備的涉水、涉流性能實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡單介紹。
本書由哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)于東、齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)鄭軼和山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所萬俊賀共同撰寫完成。在本書的撰寫過程中,哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)周軍偉老師和齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)李金華老師等都給予了很大的幫助,在此,謹(jǐn)向所有參與本書撰寫以及在本書撰寫過程中給予幫助的同仁們致以誠摯的感謝和由衷的敬意;同時,本書在撰寫過程中還參考了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)、專著和教材,在此,真誠地向相關(guān)著作的所有作者致以衷心的感謝。
由于作者水平有限,書中尚存有一些不足之處,懇請諒解,亦懇請廣大讀者和各位同行專家批評、指正。
隨著科技的不斷發(fā)展,水動力測試技術(shù)必然會不斷地革新與進(jìn)步,敬請廣大讀者和相關(guān)同行、專家多提寶貴意見,共同探討,以促進(jìn)水動力測試技術(shù)的不斷進(jìn)步,亦促進(jìn)本書內(nèi)容的后續(xù)完善。
第1章 循環(huán)水槽簡介
1.1 循環(huán)水槽主體結(jié)構(gòu)分布與各段功能介紹
1.2 循環(huán)水槽的配套系統(tǒng)與設(shè)施
1.3 循環(huán)水槽的使用功能簡介
第2章 循環(huán)水槽實(shí)驗(yàn)中用到的儀器設(shè)備
2.1 測力天平
2.2 船模阻力儀
2.3 敞水動力儀
2.4 平面運(yùn)動機(jī)構(gòu)
2.5 數(shù)據(jù)采集儀
2.6 粒子圖像測速技術(shù)
2.7 自航動力儀
第3章 船舶水動力相關(guān)的基礎(chǔ)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)方案
3.1 畢托管流速測量實(shí)驗(yàn)
3.2 平板阻力實(shí)驗(yàn)
3.3 基于壓強(qiáng)分布法的圓柱繞流實(shí)驗(yàn)
第4章 船舶與水下航行器的模型水動力實(shí)驗(yàn)方案
4.1 船模阻力實(shí)驗(yàn)
4.2 舵的水動力性能實(shí)驗(yàn)
4.3 螺旋槳敞水實(shí)驗(yàn)
4.4 基于航行器垂直面運(yùn)動的操縱性水動力性能測試實(shí)驗(yàn)
第5章 水工結(jié)構(gòu)與海洋裝備的水動力性能測試實(shí)驗(yàn)方案
5.1 浮式結(jié)構(gòu)物系纜在水流作用下的響應(yīng)性能測試
5.2 海洋儀器裝備測試平臺的水動力性能實(shí)驗(yàn)
5.3 河流閘門拖航阻力及水流沖擊動力響應(yīng)測量實(shí)驗(yàn)
第6章 新能源、新材料、新儀器設(shè)備的涉水涉流實(shí)驗(yàn)方案
6.1 潮流能渦輪葉片翼型的水動力性能測量實(shí)驗(yàn)
6.2 材料涂層對物體在水中的減阻性能實(shí)驗(yàn)
6.3 新型流速測量裝置的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
附錄
附錄1 水在不同溫度時的密度表
附錄2 不同水溫下水的運(yùn)動黏性系數(shù)表
附錄3 畢托管流速測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果
附錄4 平板阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果
附錄5 不同粗糙度和不同表面涂層時平板阻力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
附錄6 船模阻力實(shí)驗(yàn)結(jié)果
附錄7 舵的水動力性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果
附錄8 螺旋槳敞水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
參考文獻(xiàn)