風力機空氣動力學

前言
主要物理量符號表
第1章緒論1
11風能的利用1
12風力機概要2
121基本參數(shù)2
122組成2
123分類3
13氣體的物理性質(zhì)3
131氣體易流動性及可壓縮性4
132氣體的連續(xù)介質(zhì)模型4
133氣體的密度和重度4
134氣體的壓縮系數(shù)及熱膨脹系數(shù)6
135氣體的黏性7
136作用在氣體上的力8
137大氣壓強及壓強的表示方法9
14風力機空氣動力學概述10
141基本特點10
142研究內(nèi)容11
143研究方法11
習題12

第2章氣體運動學基礎(chǔ)13
21基本概念13
211流場及其描述1
212研究氣體運動的方法16
213跡線和流線19
214流管、流量和平均流速20
215動能與功率22
22連續(xù)性方程22
23氣體微團運動的分析25
24理想氣體的有旋流動30
241基本概念30
242斯托克斯定理32
243湯姆遜定理和亥姆霍茲旋渦定理33
244旋渦的誘導(dǎo)速度34
25有勢流動和速度勢函數(shù)36
251速度有勢36
252定密度無旋流動的基本方程38
253曲線的速度環(huán)量與速度勢38
254等勢面39
26平面流動和流函數(shù)39
261流函數(shù)定義39
262流函數(shù)的基本性質(zhì)40
263流函數(shù)方程的物面邊界條件42
264流函數(shù)與速度勢42
27湍流模型43
271雷諾平均44
272連續(xù)性方程46
習題46

第3章氣體動力學基礎(chǔ)48
31基本概念48
311氣體動力學的基本方程48
312理想氣體中的應(yīng)力48
313氣體質(zhì)點的加速度49
32定密度黏性氣體的運動方程50
33理想氣體運動微分方程53
331歐拉方程53
332蘭姆葛羅米柯方程53
333佛里德曼方程54
34歐拉積分和伯努利積分55
341歐拉積分55
342伯努利積分56
343伯努利方程57
35壓縮性氣體的伯努利方程58
36起始條件和邊界條件59
361起始條件60
362邊界條件60
37動量方程和動量矩方程60
371動量方程60
372動量矩方程61
38邊界層理論62
381邊界層及其特征62
382邊界層微分方程63
383邊界層的分離64
384再附現(xiàn)象65
39繞圓柱體流動——卡門渦街66
310湍流運動微分方程67
3101湍流黏性系數(shù)模型67
3102標準kε模型68
習題69

第4章水平軸升力型風力機概論71
41水平軸升力型風力機綜覽71
42風輪75
421幾何定義75
422物理參數(shù)76
43葉片與翼型77
431葉片的外部特征77
432翼型78
44葉素81
441作用在葉素上的空氣動力82
442葉素上的阻力源84
443葉素氣動特性影響因素85
45風力機的運行及控制86
451風輪所受的空氣動力載荷86
452葉片數(shù)87
453風力機的調(diào)節(jié)特性88
454風力機的控制目標和方式88
習題90

第5章風力機經(jīng)典動力學理論91
51一維動量理論與貝茨極限91
52簡化旋轉(zhuǎn)尾流模型94
521誘導(dǎo)速度最佳關(guān)系式95
522最佳氣流傾角97
53葉素動量理論——氣流誘導(dǎo)因子算法101
54葉素動量理論——氣流干擾因子算法103
55風輪整體參數(shù)108
56風力機經(jīng)典動力學理論比較108
57風力機的實際風能利用系數(shù)109
571空氣阻力的影響110
572有限葉片數(shù)的影響111
58風力機動力學參數(shù)的修正112
581應(yīng)用葉尖和輪轂損失系數(shù)的修正112
582應(yīng)用風輪所受推力的修正114
583存在風輪錐角的修正116
59實際風力機的功率特性116
習題117

第6章風力機典型動力學專題118
61尾跡渦流理論118
611渦流模型118
612固定尾跡渦模型120
613預(yù)定尾跡渦模型123
614自由尾跡渦模型126
62葉片的三維效應(yīng)及動態(tài)繞流129
621失速延遲129
622動態(tài)失速131
623動態(tài)入流效應(yīng)133
63風力機偏航的空氣動力模型133
631固定偏航時的動量定理134
632動態(tài)尾流算法136
633偏航／傾斜模型137
習題138

第7章風力機翼型繞流理論139
71定密度理想氣體平面無旋流動的概述139
72復(fù)勢與復(fù)速度139
721復(fù)勢與復(fù)速度定義139
722解的可疊加性140
73典型的簡單平面勢流及其復(fù)勢140
731均勻流140
732源與匯141
733點渦143
734偶極流144
74圓柱繞流147
741無環(huán)量圓柱繞流147
742有環(huán)量圓柱繞流149
75定常繞流中的物體受力152
751勃拉休斯合力及合力矩公式153
752庫塔儒可夫斯基升力定理155
76物體繞流的保角變換方法157
761無分離流動保角變換方法的基本思想157
762物理平面與輔助平面上對應(yīng)的流動關(guān)系157
763解析變換的唯一性定理159
764任意柱形物體繞流變換為圓柱繞流的一般形式160
77儒可夫斯基繞流變換162
771儒可夫斯基變換162
772儒可夫斯基翼型繞流167
78庫塔儒可夫斯基假定171
781庫塔條件171
782翼型繞流環(huán)量形成的物理過程172
783推廣的庫塔儒可夫斯基假定173
79薄翼理論與氣動特性173
791薄翼型繞流的擾動速度勢及其分解174
792攻角彎度問題及其求解176