风力机空气动力学

书籍目录

译者序

原书序言

原书前言

致谢

关于作者

术语表

词汇表

第1章概论

11风力机空气动力学的含义

12习题

参考文献

第2章风力机类型

21水平轴风力机的历史回顾和发展现状

22非标准水平轴风力机

23小型风力机

24垂直轴风力机

25扩散体增强型风力机

26阻力式风力机

27反向旋转风力机

28小结

29习题

参考文献

第3章流体力学基础

31空气的基本属性

32流体力学定律积分表达式

321质量守恒

322动量守恒

323能量守恒

33流体运动微分方程

331微分表达式下的连续方程

332动量守恒

333能量微分方程

34黏度和纳维—斯托克斯方程

35势流

351常见3D势流

3522D势附流

353在半无限薄板后的2D势流

3542D分离流

36涡度的流体力学公式

361流动和力

362薄翼型理论

363涡流片

364无黏流中的涡流

37边界层理论

371边界层的概念

372压力梯度与边界层

373积分边界层方程

38层流稳定性

39湍流

391引言

392湍流数学理论

393湍流的物理学基础

394Kolmogorov 理论

395耗散尺度

396湍流的随机过程阐释

397湍流边界层

398壁面的对数法则

310在低层大气中的湍流风

311习题

参考文献

第4章风力机的入流条件

41入流条件对风轮性能的重要性

42风剪切

43不稳定气流与湍流

44测风

45合成风

46习题

参考文献

第5章动量理论

51一维动量理论

511外力

512功率

513关于Betz-Joukovski极限的评论

52一般动量理论

53一般动量理论的局限和扩展

54叶素动量理论

541原始公式

542工程修正

543与真实风轮设计的对比

55最佳风轮I

56垂直风轮

57习题

参考文献

第6章涡流理论的应用

61风力机气流中的涡流

62案例分析

63涡斑

64涡线

641有限长涡线

642涡核尺寸的初步观察

643螺旋涡线

65螺旋涡面

66流函数涡量理论

661非线性致动盘理论

662风力机中的应用

67第二种优化旋翼

68习题

参考文献

第7章计算流体力学的应用

71引言

72预处理

73求解数值方程

731微分方程的离散化

732边界条件

733代数方程的数值处理

74后处理：显示并检验结果

75CFD中湍流的建模

751Prandtl混合长度模型

752单方程模型

753SpalartAllmaras模型

754双方程模型

755标准kε模型

756kε模型与重整化群理论

757湍流物理量在近壁情况下的边界条件

758低雷诺数模型

759Menter剪应力传递模型

7510Reynolds应力模型

7511直接数值模拟

7512大涡模拟模型（LES）

76转捩流动

77风力机旋翼的致动盘和致动线模型

771模型描述和案例

772有限叶片数量的叶素动量理论改进模型

78风力机风轮的全尺寸CFD模型

781NERL Phase VI风力机

782MEXICO旋翼

783商用风力机

79CFD应用的总结

710习题

参考文献

第8章相关实验

81二维翼型数据的测量

82风力机功率曲线的测量

83IEAwind Field Rotor实验

831国际能源署与风能协议组

832IEAwind课题组附录AnnexXIV和XVIII

833三维架构中的攻角

84FFA/CARDC风洞实验

85NREL NASAAmes风洞实验

86MEXICO与Mex Next

8612006年实验

862MexNext数据利用

863偏航中的风力机

87边界层实验

871引言

872风力机叶片上的层流部分

873DANAERO MW实验

874热膜测量

88风力机动力学实验总结

89习题

参考文献

第9章气动对桨叶设计的影响

91桨叶设计的任务

92风力机桨叶的翼型

93空气动力装置

931涡流发生器

932Gurney襟翼

94结构设计和生产

941结构设计

942生产

95现代桨叶的形状实例

96习题

参考文献

第10章关于未来发展的总结

101当前发展状况

102发展趋势

103展望

参考文献

附录

解答

A1章节12习题解答

A2章节29习题解答

A3章节311习题解答

A4章节46习题解答

A5章节57习题解答

A6章节68习题解答

A7章节710习题解答

A8章节89习题解答

A9章节96习题解答

作者简介

《风力机空气动力学》是一本内容详实的经典教材，它阐述了如何将流体力学基础知识应用于现代风机的设计当中。本书呈现了流体力学的基础理论以及流入边界条件，并深入介绍了有关风力机空气动力学的主要理论。在论述了大量相关实验之后，本书将这些知识加以运用，探讨理论模型在风轮叶片设计上的应用前景。本书对从事风力机设计、制造的工程师以及风力发电相关专业的师生有重要的参考价值。

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