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第一章 两栖车辆水上性能概述1

1.1水上静态性能1

1.1.1浮性1

1.1.2稳性2

1.1.3抗沉性2

1.2水上动态性能4

1.2.1快速性4

1.2.2耐波性6

1.2.3操纵性8

1.3两栖车辆的通过性8

1.4水上动态性能数值模拟方法概述9

第二章 两栖车辆水上运动数学模型13

2.1两栖车辆水上运动分析13

2.2基于纳维-斯托克斯方程的水上运动数学模型16

2.2.1两栖车辆水上运动方程16

2.2.2外流场的基本方程18

2.2.3定解条件21

2.2.4两相流的数学模型23

2.3基于水动力方程的水上运动数学模型24

2.3.1两栖车辆水上运动方程24

2.3.2外力项24

第三章 基于纳维-斯托克斯方程的两栖车辆水上运动数值模拟33

3.1基于N-S方程的数值模拟33

3.1.1湍流模型33

3.1.2方程的数值解法37

3.1.3网格划分42

3.1.4边界层的处理46

3.1.5自由面模拟51

3.2流场与车体的动力耦合55

3.2.1基于动网格的流固动力耦合55

3.2.2动力耦合修正算法61

3.3基于N-S方程与造波机理论的规则波模拟66

3.3.1数值波浪水池66

3.3.2数值造波68

3.3.3数值消波69

3.3.4波形验证71

3.4典型运动的处理73

3.4.1静水直航73

3.4.2自由衰减78

3.4.3强迫运动79

3.4.4迎浪直航79

3.5并行运算81

3.5.1并行计算平台的分类82

3.5.2并行计算的两种模型84

3.5.3开发工具87

3.5.4并行性能分析指标88

3.5.5并行计算中的网格划分90

3.5.6计算实例分析95

3.6算例97

第四章 基于水动力方程的两栖车辆水上运动数值模拟102

4.1龙格-库塔法的基本原理104

4.2水动力学系数的计算109

4.2.1船舶领域确定水动力系数的常用方法109

4.2.2加速度系数估算方法111

4.2.3基于有限体积法的强迫运动数值模拟118

4.2.4加速度与速度一阶项系数的计算122

4.2.5速度二阶项的计算124

4.3水静力的计算124

4.3.1方式一——符拉索夫（Flasov）曲线法124

4.3.2方式二——几何解析法124

4.3.3方式三——空间离散法129

4.3.4方式四——基于体积分数的方法134

4.3.5四种方式的对比135

4.4推进器与转向机构的系数计算136

4.4.1推进器的系数136

4.4.2转向机构的系数136

4.5基于波面方程的波浪力系数计算138

4.5.1平面行进波138

4.5.2随机海浪长峰波138

4.5.3随机海浪短峰波140

4.6算例142

第五章 两栖车辆水上动态性能数值模拟的可信度分析144

5.1模型与实车试验144

5.1.1模型试验144

5.1.2实车试验152

5.2数值模拟可信度验证157

5.2.1基于相似度的可信度验证157

5.2.2宏观量对比159

5.2.3微观量对比162

5.3误差源分析162

5.4数值模拟可信度改进163

5.4.1湍流模型对比163

5.4.2湍流模型参数辨识169

5.4.3网格无关性分析172

第六章 两栖车辆水上动态性能的数值模拟分析180

6.1两栖车辆快速性及影响因素分析180

6.1.1快速性分析180

6.1.2航态对快速性的影响181

6.1.3车首形状对快速性的影响183

6.1.4车尾形状对快速性的影响186

6.1.5履带的影响190

6.1.6裙板的影响194

6.1.7来流湍流度的影响198

6.1.8首尾倾角对快速性的影响199

6.1.9水翼对快速性的影响202

6.1.10车体尾部形状对推力的影响206

6.2两栖车辆耐波性及影响因素分析212

6.2.1耐波性分析212

6.2.2航速、航向对耐波性的影响216

6.2.3波长对耐波性的影响222

6.3两栖车辆操纵性及影响因素分析223

6.3.1操纵性分析223

6.3.2水流对操纵性的影响225

6.3.3航速对操纵性的影响225

6.3.4侧边舵位置对操纵性的影响227

第七章 两栖车辆水上性能分析软件的开发229

7.1系统功能229

7.2系统框架230

7.3程序开发231

参考文献235