船舶流體動(dòng)力節(jié)能技術(shù)內(nèi)容簡(jiǎn)介

《船舶流體動(dòng)力節(jié)能技術(shù)》從船舶流體動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，詳細(xì)闡述了國(guó)內(nèi)外船舶流體動(dòng)力節(jié)能技術(shù)的較新研究成果。全書共9章，針對(duì)船型優(yōu)化減阻技術(shù)、船舶表面減阻技術(shù)、高效推進(jìn)技術(shù)、槳前水動(dòng)力節(jié)能裝置、槳后水動(dòng)力節(jié)能裝置、風(fēng)力助推技術(shù)等主流節(jié)能技術(shù)，不僅闡述了其機(jī)理、基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)方法和性能預(yù)報(bào)方法，還介紹了包括模型試驗(yàn)、數(shù)值水池虛擬試驗(yàn)和實(shí)船試驗(yàn)在內(nèi)的相關(guān)水動(dòng)力節(jié)能效果驗(yàn)證技術(shù)。這些內(nèi)容既適用于新造船的設(shè)計(jì)優(yōu)化，也適用于服役船舶的節(jié)能改造。本書可供從事船舶節(jié)能技術(shù)相關(guān)研究的科研人員、研究生以及工程技術(shù)人員閱讀參考。

1 船舶流體動(dòng)力節(jié)能技術(shù)概述

1.1 船舶溫室氣體減排要求和綠色船舶

1.2 船舶強(qiáng)制性EEDI要求

1.3 強(qiáng)制性EEDI要求與船舶設(shè)計(jì)

1.4 船舶流體動(dòng)力節(jié)能技術(shù)

1.5 小結(jié)

2 船舶流體動(dòng)力節(jié)能分析

2.1 船舶阻力成分與節(jié)能分析

2.2 船、機(jī)、槳匹配

2.3 船舶推進(jìn)及節(jié)能技術(shù)

2.4 風(fēng)力助推節(jié)能技術(shù)

3 船體線型優(yōu)化技術(shù)

3.1 船舶靜水阻力優(yōu)化

3.2 伴流場(chǎng)優(yōu)化

3.3 波浪增阻優(yōu)化

3.4 風(fēng)阻優(yōu)化

3.5 船舶縱傾優(yōu)化

3.6 船體線型綜合優(yōu)化的應(yīng)用案例分析

4 船舶表面減阻技術(shù)

4.1 概述

4.2 船舶表面減阻技術(shù)的特性

4.3 氣體潤(rùn)滑減阻技術(shù)

4.4 氣層減阻技術(shù)

4.5 涂層減阻技術(shù)

4.6 智能主動(dòng)流動(dòng)控制減阻技術(shù)

5 高效推進(jìn)增效技術(shù)

5.1 推進(jìn)器的選型

5.2 螺旋槳的優(yōu)化

5.3 端板螺旋槳

5.4 吊艙推進(jìn)器與混合對(duì)轉(zhuǎn)推進(jìn)器

5.5 輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器

6 槳前水動(dòng)力節(jié)能裝置

6.1 伴流補(bǔ)償導(dǎo)管

6.2 前置預(yù)旋定子

6.3 前置預(yù)旋導(dǎo)輪

6.4 槳前水動(dòng)力節(jié)能裝置的應(yīng)用案例分析

7 槳后水動(dòng)力節(jié)能裝置

7.1 槳轂消渦鰭

7.2 槳轂消渦輪

7.3 后置定子

7.4 自由轉(zhuǎn)輪

7.5 節(jié)能舵

8 風(fēng)力助推節(jié)能

8.1 風(fēng)帆助推

8.2 轉(zhuǎn)子助推

8.3 風(fēng)箏助推

8.4 風(fēng)力助推節(jié)能技術(shù)的EEDI達(dá)到值評(píng)估方法

9 節(jié)能效果預(yù)報(bào)與驗(yàn)證技術(shù)

9.1 在EEDI達(dá)到值預(yù)驗(yàn)證階段的預(yù)報(bào)與驗(yàn)證

9.2 實(shí)船試航EEDI達(dá)到值的最終驗(yàn)證

9.3 在船舶營(yíng)運(yùn)階段的能效評(píng)估與驗(yàn)證

9.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

索引2100433B

磁流體動(dòng)力學(xué)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：天體物理、受控?zé)岷朔磻?yīng)和工業(yè)。

磁流體動(dòng)力學(xué)磁流體動(dòng)力學(xué)天體物理

宇宙中恒星和星際氣體都是等離子體，而且有磁場(chǎng)，故磁流體力學(xué)首先在天體物理、太陽(yáng)物理和地球物理中得到發(fā)展和應(yīng)用。當(dāng)前，關(guān)于太陽(yáng)的研究課題有：太陽(yáng)磁場(chǎng)的性質(zhì)和起源，磁場(chǎng)對(duì)日冕、黑子、耀斑的影響。此外還有：星際空間無(wú)作用力場(chǎng)存在的可能性，太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的弓形激波，新星、超新星的爆發(fā)，地球磁場(chǎng)的起源，等等。

磁流體動(dòng)力學(xué)磁流體動(dòng)力學(xué)受控?zé)岷朔磻?yīng)方面

受控?zé)岷朔綉?yīng)方面 這方面的應(yīng)用有可能使人類從海水中的氘獲取巨大能源。受控?zé)岷朔磻?yīng)的目的就是把輕元素組成的氣體加熱到足夠發(fā)生核聚變的高溫，并約束它足夠的時(shí)間，以使核反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于所消耗的能量。對(duì)氘、氚混合氣來(lái)說(shuō)，要求溫度達(dá)到5000萬(wàn)到1億開(kāi)并要求粒子密度和約束時(shí)間的乘積不小于10秒/厘米（勞孫條件）。托卡馬克（環(huán)形磁約束裝置）在受控?zé)岷朔磻?yīng)研究中顯出優(yōu)越性。美、蘇和一些西歐國(guó)家各自在托卡馬克的研究上取得進(jìn)展，但只得到單項(xiàng)指標(biāo)滿足勞孫條件的等離子體，沒(méi)有得到溫度、密度和約束時(shí)間都滿足勞孫條件的等離子體。磁鏡、托卡馬克和其他磁約束裝置的運(yùn)行范圍都受穩(wěn)定性的限制，即電流或粒子密度越大，穩(wěn)定性越差，所以必須開(kāi)展對(duì)等離子體中的平衡和大尺度不穩(wěn)定性預(yù)測(cè)的磁流體力學(xué)研究，以期得到穩(wěn)定的并充分利用磁場(chǎng)的托卡馬克磁約束裝置。

磁流體動(dòng)力學(xué)磁流體動(dòng)力學(xué)工業(yè)方面

磁流體力學(xué)除了與開(kāi)發(fā)和利用核聚變能有關(guān)外，還與磁流體發(fā)電密切聯(lián)系。磁流體發(fā)電的原理是用等離子體取代發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，省去轉(zhuǎn)動(dòng)部件，這樣可以把普通火力發(fā)電站或核電站的效率提高15?20%，甚至更高，既可節(jié)省能源，又能減輕污染。為了提高磁流體發(fā)電裝罝的熱效率，必須運(yùn)用磁流體力學(xué)來(lái)分析發(fā)電通道中的流動(dòng)規(guī)律，傳熱、傳質(zhì)規(guī)律和電特性。研究利用煤粉作燃料的磁流體發(fā)電對(duì)產(chǎn)煤豐富的國(guó)家有重要意義，這種研究目前正向工業(yè)發(fā)電階段發(fā)展。蘇聯(lián)已實(shí)現(xiàn)天然氣磁流體發(fā)電。

用導(dǎo)電流體取代電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，即用磁力驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電流體的裝置有電磁泵和磁流體力學(xué)空間推進(jìn)器（見(jiàn)電磁推進(jìn)）。電磁泵已用于核能動(dòng)力裝置中傳熱回路內(nèi)液態(tài)金屬的傳輸，冶金和鑄造工業(yè)中熔融金屬的自動(dòng)定量澆注和攪拌，化學(xué)工業(yè)中汞、鉀、鈉等有害和危險(xiǎn)流體的輸送等方面。電磁推進(jìn)研究用磁場(chǎng)力加速等離子體以期得到比化學(xué)火箭大得多的比沖。

飛行器再入大氣層時(shí)，激波、空氣對(duì)飛行器的摩擦，使飛行器的表面空氣受熱而電離成為等離子體，因此利用磁場(chǎng)可以控制對(duì)飛行器的傳熱和阻力。但由于磁場(chǎng)裝置過(guò)重，這種設(shè)想尚未能實(shí)現(xiàn)。2100433B

半導(dǎo)體磁流體動(dòng)力學(xué)模型是一類出現(xiàn)在半導(dǎo)體器件科學(xué)中的宏觀流體動(dòng)力學(xué)方程組，它是在自相容電磁場(chǎng)的影響下描述電子和離子的，刻畫了高頻率條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體器件其內(nèi)部電了的輸運(yùn)過(guò)程。模型方程組是由電子的質(zhì)量和速度的守恒律方程禍合電磁場(chǎng)的Maxwell方程構(gòu)成的。

目前對(duì)半導(dǎo)體磁流體動(dòng)力學(xué)模型已經(jīng)有非常多的研究。就半導(dǎo)體磁流體動(dòng)力學(xué)模型方程組的類型而言，它是一類可對(duì)稱化的擬線性雙曲型方程組。一般來(lái)說(shuō)，哪怕是在光滑的小初始條件下，擬線性雙曲型方程組的經(jīng)典解仍會(huì)在有限時(shí)問(wèn)內(nèi)破裂而產(chǎn)生激波。

電流體動(dòng)力學(xué)有三個(gè)主要的研究領(lǐng)域：①電流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程的數(shù)學(xué)描述和理論分析：包括電流體動(dòng)力學(xué)基本方程組的建立；電流體動(dòng)力學(xué)判據(jù)的確定；電流體動(dòng)力學(xué)流動(dòng)的研究，包括單組元電氣體動(dòng)力流動(dòng)、電氣體動(dòng)力流動(dòng)中的間斷、二組元電氣體動(dòng)力流動(dòng)、電氣體動(dòng)力波動(dòng)等的研究。②電流體動(dòng)力過(guò)程的物理研究：包括電氣體動(dòng)力放電、輸運(yùn)系數(shù)的研究；電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)介質(zhì)基本特性的影響的研究等。③電流體動(dòng)力過(guò)程在工程技術(shù)中的應(yīng)用：包括各種電氣體動(dòng)力裝置的理論和實(shí)驗(yàn)研究；實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)和半工業(yè)樣機(jī)的研制。