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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