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前言
主要物理量符号表
第1章 绪论
 1.1 风能的利用
 1.2 风力机概要
  1.2.1 基本参数
  1.2.2 组成
  1.2.3 分类
 1.3 气体的物理性质
  1.3.1 气体易流动性及可压缩性
  1.3.2 气体的连续介质模型
  1.3.3 气体的密度和重度
  1.3.4 气体的压缩系数及热膨胀系数
  1.3.5 气体的黏性
  1.3.6 作用在气体上的力
  1.3.7 大气压强及压强的表示方法
 1.4 风力机空气动力学概述
  1.4.1 基本特点
  1.4.2 研究内容
  1.4.3 研究方法
 习题
第2章 气体运动学基础
 2.1 基本概念
  2.1.1 流场及其描述
  2.1.2 研究气体运动的方法
  2.1.3 迹线和流线
  2.1.4 流管、流量和平均流速
  2.1.5 动能与功率
 2.2 连续性方程
 2.3 气体微团运动的分析
 2.4 理想气体的有旋流动
  2.4.1 基本概念
  2.4.2 斯托克斯定理
  2.4.3 汤姆逊定理和亥姆霍兹旋涡定理
  2.4.4 旋涡的诱导速度
 2.5 有势流动和速度势函数
  2.5.1 速度有势
  2.5.2 定密度无旋流动的基本方程
  2.5.3 曲线的速度环量与速度势
  2.5.4 等势面
 2.6 平面流动和流函数
  2.6.1 流函数定义
  2.6.2 流函数的基本性质
  2.6.3 流函数方程的物面边界条件
  2.6.4 流函数与速度势
 2.7 湍流模型
  2.7.1 雷诺平均
  2.7.2 连续性方程
 习题
第3章 气体动力学基础
 3.1 基本概念
  3.1.1 气体动力学的基本方程
  3.1.2 理想气体中的应力
  3.1.3 气体质点的加速度
 3.2 定密度黏性气体的运动方程
 3.3 理想气体运动微分方程
  3.3.1 欧拉方程
  3.3.2 兰姆-葛罗米柯方程
  3.3.3 佛里德曼方程
 3.4 欧拉积分和伯努利积分
  3.4.1 欧拉积分
  3.4.2 伯努利积分
  3.4.3 伯努利方程
 3.5 压缩性气体的伯努利方程
 3.6 起始条件和边界条件
  3.6.1 起始条件
  3.6.2 边界条件
 3.7 动量方程和动量矩方程
  3.7.1 动量方程
  3.7.2 动量矩方程
 3.8 边界层理论
  3.8.1 边界层及其特征
  3.8.2 边界层微分方程
  3.8.3 边界层的分离
  3.8.4 再附现象
 3.9 绕圆柱体流动——卡门涡街
 3.10 湍流运动微分方程
  3.10.1 湍流黏性系数模型
  3.10.2 标准k-ε模型
第4章 水平轴升力型风力机概论
 4.1 水平轴升力型风力机综览
 4.2 风轮
  4.2.1 几何定义
  4.2.2 物理参数
 4.3 叶片与翼型
  4.3.1 叶片的外部特征
  4.3.2 翼型
 4.4 叶素
  4.4.1 作用在叶素上的空气动力
  4.4.2 叶素上的阻力源
  4.4.3 叶素气动特性影响因素
 4.5 风力机的运行及控制
  4.5.1 风轮所受的空气动力载荷
  4.5.2 叶片数
  4.5.3 风力机的调节特性
  4.5.4 风力机的控制目标和方式
 习题
第5章 风力机经典动力学理论
 5.1 一维动量理论与贝茨极限
 5.2 简化旋转尾流模型
  5.2.1 诱导速度最佳关系式
  5.2.2 最佳气流倾角
 5.3 叶素-动量理论——气流诱导因子算法
 5.4 叶素-动量理论——气流干扰因子算法
 5.5 风轮整体参数
 5.6 风力机经典动力学理论比较
 5.7 风力机的实际风能利用系数
  5.7.1 空气阻力的影响
  5.7.2 有限叶片数的影响
 5.8 风力机动力学参数的修正
  5.8.1 应用叶尖和轮毂损失系数的修正
  5.8.2 应用风轮所受推力的修正
  5.8.3 存在风轮锥角的修正
 5.9 实际风力机的功率特性
 习题
第6章 风力机典型动力学专题
 6.1 尾迹涡流理论
  6.1.1 涡流模型
  6.1.2 固定尾迹涡模型
  6.1.3 预定尾迹涡模型
  6.1.4 自由尾迹涡模型
 6.2 叶片的三维效应及动态绕流
  6.2.1 失速延迟
  6.2.2 动态失速
  6.2.3 动态入流效应
 6.3 风力机偏航的空气动力模型
  6.3.1 固定偏航时的动量定理
  6.3.2 动态尾流算法
  6.3.3 偏航/倾斜模型
 习题
第7章 风力机翼型绕流理论
 7.1 定密度理想气体平面无旋流动的概述
 7.2 复势与复速度
  7.2.1 复势与复速度定义
  7.2.2 解的可叠加性
 7.3 典型的简单平面势流及其复势
  7.3.1 均匀流
  7.3.2 源与汇
  7.3.3 点涡
  7.3.4 偶极流
 7.4 圆柱绕流
  7.4.1 无环量圆柱绕流
  7.4.2 有环量圆柱绕流
 7.5 定常绕流中的物体受力
  7.5.1 勃拉休斯合力及合力矩公式
  7.5.2 库塔-儒可夫斯基升力定理
 7.6 物体绕流的保角变换方法
  7.6.1 无分离流动保角变换方法的基本思想
  7.6.2 物理平面与辅助平面上对应的流动关系
  7.6.3 解析变换的唯一性定理
  7.6.4 任意柱形物体绕流变换为圆柱绕流的一般形式
 7.7 儒可夫斯基绕流变换[3]
  7.7.1 儒可夫斯基变换
  7.7.2 儒可夫斯基翼型绕流
 7.8 库塔-儒可夫斯基假定
  7.8.1 库塔条件
  7.8.2 翼型绕流环量形成的物理过程
  7.8.3 推广的库塔-儒可夫斯基假定
 7.9 薄翼理论与气动特性
  7.9.1 薄翼型绕流的扰动速度势及其分解
  7.9.2 攻角-弯度问题及其求解
  7.9.3 薄翼型的升力和力矩
 习题
第8章 风力机系统气动弹性耦合
 8.1 风力机气动弹性现象及耦合原理
  8.1.1 叶片气动弹性稳定性
  8.1.2 整机振动和稳定性
 8.2 多体动力学基础
  8.2.1 基本概念
  8.2.2 多体动力学原理
 8.3 气动弹性耦合原理
  8.3.1 运动学连续性条件
  8.3.2 动力学连续性条件
  8.3.3 能量守恒条件
 8.4 风力机系统的动力学模型及稳定性分析
  8.4.1 坐标系
  8.4.2 自由度数
  8.4.3 质点相对运动动力学基本方程
  8.4.4 风力机系统动力学方程
  8.4.5 气动弹性动力响应分析
  8.4.6 气动弹性稳定性分析
 习题
第9章 风力机数值分析技术
 9.1 计算流体力学概述
 9.2 建立数学模型
  9.2.1 建立控制方程
  9.2.2 确立边界条件及初始条件
 9.3 确定离散化方法
  9.3.1 划分计算网格
  9.3.2 方程离散
 9.4 对流场进行求解
 9.5 显示计算结果
 9.6 应用CFD方法的研究内容
  9.6.1 对翼型气动性能的研究
  9.6.2 对风轮气动性能的研究
 9.7 常用的CFD软件
 习题
第10章 风力机模型气动试验
 10.1 风洞
 10.2 相似理论
  10.2.1 相似条件
  10.2.2 动力相似准则
  10.2.3 相似结果
  10.2.4 模型机试验中的问题
 10.3 量纲分析方法
  10.3.1 基本量纲与导出量纲
  10.3.2 量纲的一致性原理
  10.3.3 瑞利法
  10.3.4 π定理
 10.4 风洞试验项目
  10.4.1 风力机风轮性能试验
  10.4.2 风力机风轮载荷试验
  10.4.3 风力机叶片压力分布试验
  10.4.4 风力机叶片流动显示试验
 10.5 模型与洞壁干扰的修正
  10.5.1 常规洞壁影响修正
  10.5.2 侧壁干扰修正
 习题
第11章 垂直轴风力机空气动力特性
 11.1 升力型垂直轴风力机
  11.1.1 结构形式
  11.1.2 达里厄型风力机的工作原理
  11.1.3 达里厄型风力机的基本理论
 11.2 阻力型垂直轴风力机
  11.2.1 结构形式
  11.2.2 萨沃尼斯型垂直轴风力机
  11.2.3 阻力叶片空气动力分析
 习题
附录
 附录A 大气边界层内的风特性
  A.1 大气运动
   A.1.1 风的形成
   A.1.2 大气稳定度
   A.1.3 大气边界层
  A.2 平均风特性
   A.2.1 平均风速
   A.2.2 风力等级与风向
   A.2.3 风况
   A.2.4 风功率及风功率密度
  A.3 脉动风特性
   A.3.1 脉动风速
   A.3.2 湍流强度
   A.3.3 湍流相关性
   A.3.4 湍流积分尺度
   A.3.5 湍流功率谱密度
  A.4 极端风特性
   A.4.1 极端风
   A.4.2 重现期
  A.5 风能可利用区的划分
 附录B 风电场中的风力机尾流
  B.1 半经验尾流模型
   B.1.1 无黏近场尾流模型
   B.1.2 丹麦半经验尾流模型
   B.1.3 AV尾流模型
  B.2 尾流区风特性
   B.2.1 尾流区平均速度
   B.2.2 尾流区脉动速度
  B.3 尾流对风力机性能的影响
   B.3.1 风力机串列布置
   B.3.2 风力机斜列布置
  B.4 尾流对风力机载荷的影响
  B.5 风力机布局
参考文献
封底