风力机空气动力学【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

风力机空气动力学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概论1

1.1 风力机空气动力学的含义1

1.2 习题3

参考文献4

第2章 风力机类型5

2.1 水平轴风力机的历史回顾和发展现状5

2.2 非标准水平轴风力机6

2.3 小型风力机7

2.4 垂直轴风力机8

2.5 扩散体增强型风力机9

2.6 阻力式风力机10

2.7 反向旋转风力机12

2.8 小结13

2.9 习题13

参考文献13

第3章 流体力学基础15

3.1 空气的基本属性15

3.2 流体力学定律积分表达式15

3.2.1 质量守恒15

3.2.2 动量守恒16

3.2.3 能量守恒17

3.3 流体运动微分方程18

3.3.1 微分表达式下的连续方程18

3.3.2 动量守恒18

3.3.3 能量微分方程19

3.4 黏度和纳维—斯托克斯方程19

3.5 势流20

3.5.1 常见3D势流20

3.5.2 2D势附流21

3.5.3 在半无限薄板后的2D势流24

3.5.4 2D分离流25

3.6 涡度的流体力学公式25

3.6.1 流动和力26

3.6.2 薄翼型理论27

3.6.3 涡流片28

3.6.4 无黏流中的涡流28

3.7 边界层理论29

3.7.1 边界层的概念29

3.7.2 压力梯度与边界层31

3.7.3 积分边界层方程31

3.8 层流稳定性33

3.9 湍流35

3.9.1 引言35

3.9.2 湍流数学理论36

3.9.3 湍流的物理学基础36

3.9.4 Kolmogorov理论37

3.9.5 耗散尺度39

3.9.6 湍流的随机过程阐释41

3.9.7 湍流边界层41

3.9.8 壁面的对数法则42

3.10 在低层大气中的湍流风43

3.11 习题44

参考文献45

第4章 风力机的入流条件47

4.1 入流条件对风轮性能的重要性47

4.2 风剪切47

4.3 不稳定气流与湍流48

4.4 测风49

4.5 合成风51

4.6 习题52

参考文献53

第5章 动量理论54

5.1 一维动量理论54

5.1.1 外力54

5.1.2 功率55

5.1.3 关于Betz-Joukovski极限的评论56

5.2 一般动量理论57

5.3 一般动量理论的局限和扩展61

5.4 叶素动量理论61

5.4.1 原始公式61

5.4.2 工程修正62

5.4.3 与真实风轮设计的对比65

5.5 最佳风轮Ⅰ66

5.6 垂直风轮66

5.7 习题68

参考文献70

第6章 涡流理论的应用72

6.1 风力机气流中的涡流72

6.2 案例分析73

6.3 涡斑74

6.4 涡线75

6.4.1 有限长涡线75

6.4.2 涡核尺寸的初步观察75

6.4.3 螺旋涡线76

6.5 螺旋涡面77

6.6 流函数涡量理论81

6.6.1 非线性致动盘理论81

6.6.2 风力机中的应用83

6.7 第二种优化旋翼85

6.8 习题85

参考文献87

第7章 计算流体力学的应用89

7.1 引言89

7.2 预处理90

7.3 求解数值方程93

7.3.1 微分方程的离散化93

7.3.2 边界条件93

7.3.3 代数方程的数值处理94

7.4 后处理：显示并检验结果94

7.5 CFD中湍流的建模94

7.5.1 Prandtl混合长度模型95

7.5.2 单方程模型95

7.5.3 Spalart-Allmaras模型96

7.5.4 双方程模型97

7.5.5 标准k-ε模型98

7.5.6 k-ε模型与重整化群理论98

7.5.7 湍流物理量在近壁情况下的边界条件99

7.5.8 低雷诺数模型100

7.5.9 Menter剪应力传递模型100

7.5.10 Reynolds应力模型101

7.5.11 直接数值模拟102

7.5.12 大涡模拟模型（LES）102

7.6 转捩流动103

7.7 风力机旋翼的致动盘和致动线模型104

7.7.1 模型描述和案例104

7.7.2 有限叶片数量的叶素动量理论改进模型106

7.8 风力机风轮的全尺寸CFD模型106

7.8.1 NERL Phase Ⅵ风力机106

7.8.2 MEXICO旋翼109

7.8.3 商用风力机112

7.9 CFD应用的总结114

7.10 习题115

参考文献118

第8章 相关实验121

8.1 二维翼型数据的测量121

8.2 风力机功率曲线的测量124

8.3 IEAwind Field Rotor实验125

8.3.1 国际能源署与风能协议组125

8.3.2 IEAwind课题组附录AnnexⅩⅣ和ⅩⅧ126

8.3.3 三维架构中的攻角127

8.4 FFA/CARDC风洞实验128

8.5 NREL NASA-Ames风洞实验128

8.6 MEXICO与Mex Next130

8.6.1 2006年实验130

8.6.2 MexNext数据利用132

8.6.3 偏航中的风力机134

8.7 边界层实验135

8.7.1 引言135

8.7.2 风力机叶片上的层流部分136

8.7.3 DAN-AERO MW实验137

8.7.4 热膜测量137

8.8 风力机动力学实验总结141

8.9 习题141

参考文献141

第9章 气动对桨叶设计的影响145

9.1 桨叶设计的任务145

9.2 风力机桨叶的翼型146

9.3 空气动力装置146

9.3.1 涡流发生器147

9.3.2 Gurney襟翼147

9.4 结构设计和生产149

9.4.1 结构设计149

9.4.2 生产151

9.5 现代桨叶的形状实例152

9.6 习题153

参考文献154

第10章 关于未来发展的总结156

10.1 当前发展状况156

10.2 发展趋势156

10.3 展望157

参考文献158

附录159

解答159

A.1 章节1.2习题解答159

A.2 章节2.9习题解答160

A.3 章节3.11习题解答161

A.4 章节4.6习题解答164

A.5 章节5.7习题解答166

A.6 章节6.8习题解答178

A.7 章节7.10习题解答189

A.8 章节8.9习题解答194

A.9 章节9.6习题解答195

参考文献204