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目录
第1章绪论
1．1研究背景及问题的提出
1．1．1法规规范以及行业需求背景
1．1．2船舶水动力学理论验证需求背景
1．1．3问题的提出
1．2研究目的与意义
1．3基于激光的绕流场测量技术与系统综述
1．3．1水下激光多普勒测速系统综述
1．3．2水下粒子图像测速系统综述
1．3．3船舶尾流场测量技术比较
1．4基于PIV的船舶绕流场研究综述
1．4．1水面舰船绕流场研究进展
1．4．2水下航行体绕流场研究进展
1．4．3船舶尾流场流动特征研究进展
1．5国内外研究现状评述
1．6论文的主要内容
第2章尾流场测量试验设置与方法
2．1基本试验设备
2．1．1拖曳水池
2．1．2四自由度适航仪
2．2试验模型、坐标系统与工况
2．3水下SPIV测量系统与测试方法
2．3．1SPIV测量系统
2．3．2SPIV测量系统标定
2．3．3示踪粒子播撒
2．3．4PIV测速原理、试验设置和测量流程
2．3．5图像处理与速度场分析
2．3．6二维平面三方向速度梯度场分析
2．4速度与湍流特征参数
2．4．1速度参数
2．4．2湍流特征参数
2．4．3旋涡特征参数
2．5本章小结
第3章标准流场验证与试验不确定度和收敛性研究
3．1无结构物均匀流SPIV试验标准流场验证研究
3．1．1拖车与拖曳航速精度
3．1．2无结构物均匀流SPIV试验
3．1．3速度场分布
3．1．4脉动速度与湍流度分布
3．1．5湍动能与平均动能分布
3．2KCS船SPIV试验标准流场验证研究
3．2．1KRISO试验概述与标准实验数据
3．2．2HEU SPIV试验模型、工况与测试
3．2．3KCS船艉标称伴流场分布
3．3试验不确定度与收敛性分析
3．3．1SPIV测量过程中主要误差贡献
3．3．2试验不确定度与收敛性分析
3．4本章小结
第4章尾流场二维切面速度分布特性研究
4．1U或V型式船艉部形状定义
4．2不同航速标称伴流时均速度场分析
4．2．1伴流场时均速度分布云图
4．2．2时均速度场沿展向分布
4．2．3不同半径范围内轴向伴流分数分布
4．2．4不同半径处轴向伴流分数ω周向分布
4．3设计工况下标称伴流时均速度场分析
4．3．1时均速度场分布云图
4．3．2时均速度场沿展向分布
4．3．3桨盘面不同半径处时均速度场分布
4．4压载工况下标称伴流时均速度场分析
4．4．1时均速度场分布云图
4．4．2时均速度场沿展向分布
4．4．3桨盘面不同半径处时均速度场分布
4．5标称伴流瞬态速度场分析
4．5．1瞬态速度场分布云图
4．5．2瞬态速度场沿展向分布
4．5．3桨盘面不同半径处瞬态速度场分布
4．6本章小结
第5章尾流场二维切面湍流特性研究
5．1设计工况下标称伴流场湍流特性分析
5．1．1湍流脉动速度与湍流度分布
5．1．2湍动能与雷诺应力分布
5．2压载工况下标称伴流场湍流特性分析
5．2．1湍流脉动速度与湍流度分布
5．2．2湍动能与雷诺应力分布
5．3标称伴流场湍流各向异性分析
5．3．1湍流各向异性判别方法简述
5．3．2标称伴流各向异性分布
5．4湍流特性与船艉形状关系
5．4．1雷诺应力与流体微团变形率关系
5．4．2各向异性与额外变形率及船艉形状关联
5．5本章小结
第6章尾流场三维空间速度和湍流分布特性研究
6．1尾流场的多2D切面CT扫掠式空间重构
6．1．1尾流场多2D切面CT扫掠式重构过程
6．1．2速度场数据光顺与过滤
6．2速度场沿轴向、展向和垂向分布
6．2．1速度场分布特性切面选取与划分
6．2．2轴向伴流场轴向切面分布特性研究
6．2．3轴向伴流场展向切面分布特性研究
6．2．4轴向伴流场垂向切面分布特性研究
6．3尾流场中速度特性三维空间分布
6．3．1轴向速度u／U三维空间分布
6．3．2展向速度v／U三维空间分布
6．3．3垂向速度w／U三维空间分布
6．3．4Y-Z平面速度大小S／U三维空间分布
6．3．5空间速度大小L／U三维空间分布
6．3．6平均动能AKE／U2三维空间分布
6．4尾流场中湍流特性三维空间分布
6．4．1雷诺应力三维空间分布
6．4．2湍动能三维空间分布
6．4．3湍流强度三维空间分布
6．5本章小结
第7章尾流场旋涡分布与空间演化特性研究
7．1桨盘面区域旋涡特性分布
7．1．1桨盘面时均旋涡特征分布
7．1．2桨盘面瞬态旋涡特征分布
7．2三维空间尾流场涡量场切面分布特性
7．2．1分布切面选取与划分
7．2．2切面涡量场分布特性
7．3尾流场涡结构三维空间分布
7．3．1涡量场三维空间分布
7．3．2其他涡结构判据三维空间分布
7．3．3流线三维空间分布
7．4CFD-PIV尾流场旋涡空间演化特性研究
7．4．1数值模型与网格划分
7．4．2CFD与PIV测量结果对比验证
7．4．3尾流场旋涡空间演化特性
7．5本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢