风力机空气动力学
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作者宋俊
出版社机械工业出版社
ISBN9787111624349
出版时间2019-07
装帧平装
开本16开
定价49元
货号1201913368
上书时间2024-06-07
商品详情
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目录
前言主要物理量符号表章绪论111风能的利用112风力机概要2121基本参数2122组成2123分类313气体的物理性质3131气体易流动性及可压缩性4132气体的连续介质模型4133气体的密度和重度4134气体的压缩系数及热膨胀系数6135气体的黏性7136作用在气体上的力8137大气压强及压强的表示方法914风力机空气动力学概述10141基本特点10142研究内容11143研究方法11习题12第2章气体运动学基础1321基本概念13211流场及其描述1212研究气体运动的方法16213迹线和流线19214流管、流量和平均流速20215动能与功率2222连续性方程2223气体微团运动的分析2524理想气体的有旋流动30241基本概念30242斯托克斯定理32243汤姆逊定理和亥姆霍兹旋涡定理33244旋涡的诱导速度3425有势流动和速度势函数36251速度有势36252定密度无旋流动的基本方程38253曲线的速度环量与速度势38254等势面3926平面流动和流函数39261流函数定义39262流函数的基本性质40263流函数方程的物面边界条件42264流函数与速度势4227湍流模型43271雷诺平均44272连续性方程46习题46第3章气体动力学基础4831基本概念48311气体动力学的基本方程48312理想气体中的应力48313气体质点的加速度4932定密度黏性气体的运动方程5033理想气体运动微分方程53331欧拉方程53332兰姆葛罗米柯方程53333佛里德曼方程5434欧拉积分和伯努利积分55341欧拉积分55342伯努利积分56343伯努利方程5735压缩性气体的伯努利方程5836起始条件和边界条件59361起始条件60362边界条件6037动量方程和动量矩方程60371动量方程60372动量矩方程6138边界层理论62381边界层及其特征62382边界层微分方程63383边界层的分离64384再附现象6539绕圆柱体流动——卡门涡街66310湍流运动微分方程673101湍流黏性系数模型673102标准kε模型68习题69第4章水平轴升力型风力机概论7141水平轴升力型风力机综览7142风轮75421几何定义75422物理参数7643叶片与翼型77431叶片的外部特征77432翼型7844叶素81441作用在叶素上的空气动力82442叶素上的阻力源84443叶素气动特性影响因素8545风力机的运行及控制86451风轮所受的空气动力载荷86452叶片数87453风力机的调节特性88454风力机的控制目标和方式88习题90第5章风力机经典动力学理论9151一维动量理论与贝茨极限9152简化旋转尾流模型94521诱导速度最佳关系式95522最佳气流倾角9753叶素动量理论——气流诱导因子算法10154叶素动量理论——气流干扰因子算法10355风轮整体参数10856风力机经典动力学理论比较10857风力机的实际风能利用系数109571空气阻力的影响110572有限叶片数的影响11158风力机动力学参数的修正112581应用叶尖和轮毂损失系数的修正112582应用风轮所受推力的修正114583存在风轮锥角的修正11659实际风力机的功率特性116习题117第6章风力机典型动力学专题11861尾迹涡流理论118611涡流模型118612固定尾迹涡模型120613预定尾迹涡模型123614自由尾迹涡模型12662叶片的三维效应及动态绕流129621失速延迟129622动态失速131623动态入流效应13363风力机偏航的空气动力模型133631固定偏航时的动量定理134632动态尾流算法136633偏航／倾斜模型137习题138第7章风力机翼型绕流理论13971定密度理想气体平面无旋流动的概述13972复势与复速度139721复势与复速度定义139722解的可叠加性14073典型的简单平面势流及其复势140731均匀流140732源与汇141733点涡143734偶极流14474圆柱绕流147741无环量圆柱绕流147742有环量圆柱绕流14975定常绕流中的物体受力152751勃拉休斯合力及合力矩公式153752库塔儒可夫斯基升力定理15576物体绕流的保角变换方法157761无分离流动保角变换方法的基本思想157762物理平面与辅助平面上对应的流动关系157763解析变换的唯一性定理159764任意柱形物体绕流变换为圆柱绕流的一般形式16077儒可夫斯基绕流变换162771儒可夫斯基变换162772儒可夫斯基翼型绕流16778库塔儒可夫斯基假定171781库塔条件171782翼型绕流环量形成的物理过程172783推广的库塔儒可夫斯基假定17379薄翼理论与气动特性173791薄翼型绕流的扰动速度势及其分解174792攻角弯度问题及其求解176
内容摘要
风力机空气动力学宋俊编著机 械 工 业 出 版 社 本书全面和系统地介绍了风力机空气动力学相关知识。全书共分为11章，包括绪论、气体运动学基础、气体动力学基础、水平轴升力型风力机概论、风力机经典动力学理论、风力机典型动力学专题、风力机翼型绕流理论、风力机系统气动弹性耦合、风力机数值分析技术、风力机模型气动试验和垂直轴风力机空气动力特性。另外，在附录中还介绍了大气边界层内的风特性以及风电场中的风力机尾流。本书适合作为大专院校教材及对从事风力机设计、制造和使用的人员进行培训的教学用书，也可以作为风力机爱好者的自学读物。
精彩内容
为了满足教学的需求而撰写此书。希望有助于与风力机相关专业的学生更好地了解风力机空气动力学，并在此基础上创新和发展。全书共分为11章。～4章，包括绪论、气体运动学基础、气体动力学基础、水平轴升力型风力机概论，主要介绍了基本概念和理论，是研究风力机空气动力学的基础；第5～8章，包括风力机经典动力学理论、风力机典型动力学专题、风力机翼型绕流理论和风力机系统气动弹性耦合，是风力机空气动力学的核心内容，考虑到不同层次读者的需求，各章的内容是相对独立的，读者和教师可以根据具体情况有所取舍。第9章、0章，包括风力机数值分析技术和风力机模型气动试验，是风力机空气动力学学术研究的相关知识，可以作为研究人员、研究生选题、分析和试验的参考。以上内容主要针对水平轴升力型风力机。1章介绍了垂直轴风力机空气动力特性，并与水平轴机型进行比较。另外，在附录中还介绍了大气边界层内的风特性以及风电场中的风力机尾流，这些内容是作为风力机空气动力学的背景知识介绍的，同时为正文提供了一些必要的概念和数据。为了便于教学和自学，书中编入了一些例题，每章后附加若干习题，计算题后附有最终答案。例题和习题都不追求复杂的运算，主要目的是为了巩固基本概念和理论。本书在内容安排上力求理论与实际相结合。在介绍气体动力学时做到有的放矢，“的”就是风力机。凡是与风力机联系不大的内容则不涉及。在利用气体动力学研究风力机时，则力争做到重点突出，“重点”就是风力机空气动力特性。对于风力机的其他问题，也不在选项之内，以便有利于读者集中了解必须掌握的核心内容。空气动力学应用的数学知识较多，有些物理和数学概念较抽象，描述现象的数学模型较复杂，初学者或许会遇到一些困难。但学习风力机空气动力学的目的不是去面对复杂的推导和对推导结果的死记硬背，而是要理解概念和理论的物理意义，掌握概念和理论的实际应用。风力机空气动力学自始至终都在强调如何抓住物理现象的本质和主要影响因素，如何针对具体背景将复杂的物理现象简化成可求解的数学模型，将分析结果表述为可理解、可应用的规律，这些思维方法和解决方案对于读者都是大有益处的。最后，对参考文献中列举资料的作者深表感谢，这些资料都使本书的作者受益匪浅。另外，也期待广大读者的批评和建议。作者于2019年1月
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