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| 編輯推薦： |
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本书从船舶与海洋工程专业需求出发，对相关流体力学知识进行重新编排与叙述，是将流体力学基础知识和船舶航行性能基础有机结合一次尝试，有利于培养学生利用所学流体力学知识解决船舶与海洋工程水动力问题的意识，将有力支撑华中科技大学“船舶与海洋工程”国家一流本科建设。
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| 內容簡介： |
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本书以船舶与海洋结构物流体力学工程需求为导向，厘清与《流体力学》、《船舶原理》、《计算流体力学》等课程的关联，将流体力学基础知识和船舶航行性能基础有机结合。全书共分7章，内容包括基本概念与方程、理想流体流动、波浪理论、黏性流体流动、船舶推进性能基础、船舶耐波性能基础、船舶操纵运动基础。本书可作为船舶与海洋工程专业及相关专业的本科生教材，也可供从事船舶与海洋工程及航运领域的工程技术人员阅读和参考。
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| 關於作者： |
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刘曾，华中科技大学船舶与海洋工程学院副教授、博导，船舶和海洋水动力实验室副主任、第十一届船舶力学学术委员会委员、第十一届船舶力学学术委员会新概念及高性能船学组组长、《船舶力学》编委。主持国家自然科学基金3项、企事业委托项目10余项。研究方向为非线性海浪动力学和船舶水动力学，在平衡态共振水波方面开展了系列研究工作，致力于海浪演化机理、海浪与浮体运动短期预报技术、出舱流固耦合法等方面的研究工作。以第一/通讯作者在JFM、POF、OE等期刊上发表30余篇SCI论文，申请专利16项。
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| 目錄：
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第1章基本概念与方程(1)1.1流体及其性质(1)1.1.1流体(1)1.1.2连续介质模型(1)1.1.3流体密度(2)1.1.4流体黏度(2)1.2作用于流体上的力(4)1.2.1质量力(4)1.2.2表面力(5)1.3流体运动描述方法(6)1.3.1拉格朗日法(6)1.3.2欧拉法(7)1.3.3质点加速度公式(7)1.3.4物质导数(9)1.4流体微团运动分析(9)1.5质量守恒方程(12)1.6动量方程(14)1.6.1欧拉方程(14)1.6.2欧拉方程的积分(15)1.6.3纳维斯托克斯方程(17)习题(21)第2章理想流体流动(23)2.1旋涡运动的基本概念(23)2.1.1涡量(23)2.1.2涡线、涡管和旋涡强度(24)2.1.3速度环量和斯托克斯定理(24)2.2旋涡的性质(28)2.2.1开尔文定理(28)2.2.2亥姆霍兹定理(29)2.3旋涡的诱导速度(30)2.3.1点涡(30)2.3.2诱导速度公式(31)2.4兰金组合涡(34)2.4.1速度分布(35)2.4.2压力分布(35)2.4.3有自由面的情形(36)2.5无旋流动和速度势(36)2.6二维流动和流函数(38)2.7复势和复速度(41)2.8平面基本势流(42)2.8.1直匀流(42)2.8.2源和汇(44)2.8.3点涡(45)2.8.4偶极子(46)2.8.5叠加的例子(48)2.9绕圆柱体流动(49)2.9.1绕圆柱体的无环量流动(49)2.9.2绕圆柱体的有环量流动(52)2.10机翼升力定理(55)2.10.1机翼的几何特性(55)2.10.2库塔茹科夫斯基升力定理(58)2.11映像法(61)2.11.1直壁的干扰(61)2.11.2圆形壁的干扰(63)2.11.3地面效应(64)2.12附加质量(64)2.12.1速度势分解(66)2.12.2圆柱体的附加质量(66)2.12.3一般情况(67)习题(67)第3章波浪理论(71)3.1波浪控制方程(71)3.1.1基本方程(71)3.1.2边界条件(72)3.2线性微幅波(73)3.3微幅波性质(74)3.3.1色散关系(74)3.3.2流体质点运动(75)3.3.3压力分布(77)3.4波群与波能(77)3.4.1波群与群速度(77)3.4.2波能的传递(79)3.5船行波(81)3.6海浪概述(82)3.7海浪统计特性(86)3.7.1不规则波的基本概念(86)3.7.2随机过程(86)3.7.3随机过程的概率分布(88)3.7.4瑞利分布的统计特性(91)3.8海浪谱(92)3.8.1PiersonMoscowitz谱(93)3.8.2ITTC谱(93)3.8.3JONSWAP谱(94)3.8.4方向谱(94)习题(95)第4章黏性流体流动(96)4.1两平行壁面间的流动(96)4.2层流和湍流(100)4.2.1流动状态及判别方法(100)4.2.2湍流特征(101)4.3边界层方程(103)4.4平板边界层流动(105)4.4.1层流边界层(106)4.4.2湍流边界层(111)4.4.3混合边界层(113)4.5曲面边界层流动(115)4.5.1曲面压力变化及其对边界层内流动的影响(115)4.5.2边界层速度剖面(116)4.5.3边界层分离(116)习题(119)第5章船舶静水直航流体动力(120)5.1船舶运动受力(120)5.1.1摩擦阻力(120)5.1.2黏压阻力(123)5.1.3兴波阻力(127)5.2螺旋桨运动受力(131)5.2.1桨叶切面(131)5.2.2桨叶受力(132)习题(136)第6章船舶波浪运动流体动力(138)6.1船舶在波浪中运动方程(138)6.2船舶在规则波中线性横摇(141)6.3船舶在规则波中线性垂荡和纵摇(146)习题(150)第7章船舶操纵运动流体动力(152)7.1固定坐标系下操纵运动方程(152)7.2运动坐标系下操纵运动方程(153)7.3线性操纵运动微分方程(155)7.3.1作用于船体的水动力与力矩(155)7.3.2线性操纵运动微分方程(162)7.4非线性操纵运动数学模型(163)7.4.1Abkowitz非线性数学模型(163)7.4.2MMG非线性数学模型(167)习题(171)附录A常用公式(172)参考文献(173)
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对船舶与海洋工程专业来说，“船舶流体力学”是一门重要的专业基础课程，其是流体动力学的一个分支，对所有与船舶原理及海洋工程结构动力性能有关的后续课程起到支撑作用。学生对这门课程内容的掌握情况，不仅影响到后续课程的学习，也会在一定程度上影响其对专业的兴趣。在多年教学实践中，学生普遍反映这门课程内容抽象难懂、公式繁复难记。要想激发学生对这门课程乃至专业的学习热情，有必要出版一本深入浅出、概念清晰、层次分明的教材。经过近四十年的发展，船舶与海洋工程领域各类浮式结构形式层出不穷，这些结构的航行性能和动力性能的分析手段也日趋成熟，通过试验测试和数值模拟等手段，学者们不断取得新进展并开辟新领域。虽然不可能在本书有限的篇幅中系统介绍这些新成果，但我们认为有必要对“船舶流体力学”这门课程的教学内容及时进行梳理，面向行业需求介绍与船舶航行性能相关的流体力学基础知识。基于上述考虑，本书遵照该课程教学的基本要求，吸取国内外相关院校同名教材之长，并结合编者多年教学实践和研究工作经验编写而成。首先，在内容编排上，围绕船舶航行性能分析这一主题，循序渐进地介绍相关流体力学基础知识，内容包括基本概念与方程、理想流体流动、波浪理论、黏性流体流动、船舶静水直航流体动力、船舶波浪运动流体动力、船舶操纵运动流体动力。其次，作为一门兼顾理论与实践的课程教材，本书各章均穿插有图表和例题，每章还附有习题，学生可结合课程内容来思考和练习。本书由刘曾、杨鹏、孙江龙主编。其中，刘曾编写第1～4章；孙江龙编写第5章；杨鹏编写第6、7章；刘曾和杨鹏负责全书的修改和定稿工作。在编写过程中，本书得到了同行专家及师生、学校和学院各级领导的热情支持和帮助，谨在此表示由衷的感谢。由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正，以便今后进一步改进完善。编者
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