由張宇文教授、袁緒龍博士、鄧飛博士撰寫的這本《超空泡航行體流體動力學(xué)(精)》力求從航行體空泡流型概念出發(fā)，揭示超空泡航行體的力學(xué)原理，研究超空泡航行體的空泡、流體動力與運(yùn)動，提出超空泡航行體流體動力設(shè)計方法，建立動力學(xué)模型。期望為讀者提供較為系統(tǒng)完整的超空泡航行體流體動力學(xué)知識，一種超空泡航行體流體動力學(xué)的研究方法，以及把力學(xué)原理應(yīng)用于工程實踐的技術(shù)途徑及相關(guān)的設(shè)計方法、公式與模型。
全書共分7章，主要內(nèi)容有：超空泡的基本概念、減阻原理、生成方法及空泡幾何形態(tài)的控制與分析預(yù)報方法；超空泡航行體流體動力特性及流體動力參數(shù)獲取方法；超空泡航行體流體動力設(shè)計原理與設(shè)計方法；超空泡航行體運(yùn)動穩(wěn)定機(jī)理、彈道特征及動力學(xué)模型；超空泡航行體流場數(shù)值模擬方法及模型實驗技術(shù)。
本書適用于魚雷、水雷、水下航行器、導(dǎo)彈及炮彈等專業(yè)的相關(guān)科技人員閱讀，也可作為相關(guān)專業(yè)的博士生及中高級工程技術(shù)人員進(jìn)修的參考書。
由張宇文教授、袁緒龍博士、鄧飛博士撰寫的這本《超空泡航行體流體動力學(xué)(精)》較為系統(tǒng)地論述了超空泡減阻應(yīng)用于水下航行體的基本理論和方法。全書共分7章，第一章主要闡述超空泡的基本概念、減阻原理和生成方法；第二章主要闡述基于勢流理論的航行體超空泡幾何特性分析；第三章論述超空泡航行體流體動力特性及流體動力參數(shù)獲取方法；第四章論述超空泡航行體流體動力設(shè)計原理與設(shè)計方法；第五章主要論述水下高速航行體的彈道特征與動力學(xué)建模；第六章論述超空泡航行體流場CFD數(shù)值模擬方法；第七章論述超空泡流場及超空泡航行體的實驗技術(shù)。
第一章 緒論
1.1 基本概念
1.1.1 空泡
1.1.2 空化狀態(tài)
1.1.3 空泡形態(tài)
1.1.4 空化數(shù)
1.1.5 蒸汽壓力
1.1.6 空化流場
1.1.7 易于發(fā)生空化的典型情況
1.2 空化應(yīng)用研究
1.2.1 空化的一般水動力學(xué)特性
1.2.2 空化應(yīng)用研究領(lǐng)域
1.2.3 超空泡減阻
1.3 超空泡生成
1.3.1 空泡生成途徑 第一章 緒論
1.1 基本概念
1.1.1 空泡
1.1.2 空化狀態(tài)
1.1.3 空泡形態(tài)
1.1.4 空化數(shù)
1.1.5 蒸汽壓力
1.1.6 空化流場
1.1.7 易于發(fā)生空化的典型情況
1.2 空化應(yīng)用研究
1.2.1 空化的一般水動力學(xué)特性
1.2.2 空化應(yīng)用研究領(lǐng)域
1.2.3 超空泡減阻
1.3 超空泡生成
1.3.1 空泡生成途徑
1.3.2 通氣超空泡生成方法
1.3.3 通氣空泡生成過程
1.3.4 通氣超空泡和自然超空泡比較
1.4 典型超空泡航行體
1.4.1 概述
1.4.2 美國高速射彈系統(tǒng)
1.4.3 俄羅斯“暴風(fēng)雪”超空泡魚雷
第二章 超空泡形態(tài)的勢流分析方法
2.1 空泡流場勢流模型
2.1.1 流場分析
2.1.2 基本方程
2.1.3 空泡脫體
2.1.4 空泡閉合模型
2.2 空泡截面獨立擴(kuò)張原理
2.2.1 物理模型
2.2.2 空化物體阻力
2.2.3 空泡徑向擴(kuò)張方程
2.2.4 獨立擴(kuò)張性原理實驗驗證
2.3 細(xì)長軸對稱超空泡流理論
2.3.1 軸對稱定常超空泡流基本方程
2.3.2 細(xì)長軸對稱定常超空泡流場簡化與基本方程
2.3.3 細(xì)長軸對稱定常超空泡流場近似解
2.3.4 細(xì)長軸對稱非定常超空泡流場
2.3.5 細(xì)長軸對稱超空泡流場的微分方程
2.4 定常超空泡幾何形狀預(yù)報
2.4.1 概述
2.4.2 空泡最大截面面積
2.4.3 空泡縱剖面形狀
2.4.4 空泡長度
2.4.5 空泡形態(tài)的重力效應(yīng)
2.4.6 空化器攻角對空泡形態(tài)的影響
2.5 非定常超空泡幾何形狀分析
2.5.1 概述
2.5.2 空泡內(nèi)壓變化
2.5.3 可變外壓的非定�？张�
第三章 超空泡航行體流體動力特性
3.1 流體動力參數(shù)
3.1.1 坐標(biāo)系
3.1.2 流體動力角
3.1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
3.1.4 流體動力參數(shù)
3.2 流體動力特性與流體動力參數(shù)計算
3.2.1 概述
3.2.2 空化器流體動力
3.2.3 尾部流體動力
3.2.4 尾操縱面流體動力
3.3 流體動力CFD分析方法
3.3.1 位置力系數(shù)計算
3.3.2 阻尼力系數(shù)計算
3.4 流體動力特性模型實驗
3.4.1 尾部流體動力特性實驗
3.4.2 尾翼流體動力實驗
第四章 超空泡航行體流體動力設(shè)計
4.1 概述
4.2 航行體空泡基本流型
4.2.1 理論空泡流型
4.2.2 空泡流型實驗觀察
4.3 流體動力設(shè)計原理
4.3.1 運(yùn)動穩(wěn)定機(jī)制
4.3.2 航行控制原理
4.3.3 減阻原理
4.3.4 實驗觀察
4.4 空泡系統(tǒng)設(shè)計
4.4.1 概述
4.4.2 空化器設(shè)計
4.4.3 通氣流量確定
4.4.4 氣道設(shè)計
4.4.5 小結(jié)
4.5 航行體外形設(shè)計
4.5.1 航行體主體外形
4.5.2 航行體前體外形
4.5.3 航行體后體外形
4.5.4 控制面布局與設(shè)計
4.6 流體動力設(shè)計程序
4.6.1 確定設(shè)計條件
4.6.2 初步設(shè)計
4.6.3 流體動力計算與運(yùn)動分析
4.6.4 實驗驗證
4.6.5 空泡流型設(shè)計裕度
第五章 超空泡航行體動力學(xué)
5.1 一般空間運(yùn)動方程組
5.1.1 坐標(biāo)系
5.1.2 運(yùn)動學(xué)參數(shù)與方程組
5.1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
5.1.4 一般動力學(xué)方程組
5.2 超空泡航行體彈道和初始彈道動力學(xué)模型
5.2.1 超空泡航行體彈道
5.2.2 初始彈道動力學(xué)模型
5.3 超空泡航行體加速段彈道動力學(xué)模型
5.3.1 動力學(xué)方程組簡化
5.3.2 流體動力模型
5.4 機(jī)動運(yùn)動超空泡幾何特性
5.4.1 回轉(zhuǎn)運(yùn)動超空泡幾何形狀
5.4.2 離心力對回轉(zhuǎn)運(yùn)動超空泡形狀的影響
5.4.3 縱平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動的超空泡形狀
5.4.4 控制面操舵對超空泡形狀影響
5.4.5 基于空泡形狀的機(jī)動能力評估
5.5 超空泡段彈道動力學(xué)模型
5.5.1 基本假設(shè)
5.5.2 動力學(xué)方程組
5.5.3 空泡流型方程組
5.5.4 流體動力模型
5.5.5 水平直線巡航彈道
5.6 加速段彈道到超空泡段彈道過渡
5.6.1 過渡段彈道特點
5.6.2 過渡段彈道設(shè)計思路
5.7 彈道仿真與實驗研究簡介
第六章 超空泡航行體流場數(shù)值模擬
6.1 概述
6.2 超空泡流動勢流求解方法
6.2.1 基于勢流理論的空化流模型
6.2.2 數(shù)值解法
6.2.3 算例與分析
6.3 超空泡流動多相流模型
6.3.1 基于NS方程的空化流模型
6.3.2 黏流模型的數(shù)值解法
6.3.3 算例與分析
6.4 超空泡航行體流場典型算例
6.4.1 繞圓盤的空化流計算
6.4.2 繞超空化翼型的空化流計算
6.4.3 超空泡航行體空化流計算
第七章 空化流場實驗研究
7.1 概述
7.2 超空泡航行體實驗研究設(shè)備與方法
7.2.1 航行體超空泡實驗研究分類
7.2.2 航行體空泡實驗常用設(shè)備
7.3 空泡實驗的相似律問題
7.3.1 相似參數(shù)因次分析
7.3.2 相似參數(shù)對超空泡特性的影響
7.4 空泡實驗測試技術(shù)
7.4.1 速度測試
7.4.2 壓力測試
7.4.3 流體動力測試
7.4.4 空泡幾何形態(tài)測試
參考文獻(xiàn)
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