风力机空气动力学

第1章　流体力学基本概念　1.1　流体的定义及特征　1.2　流体的连续介质模型　1.3　流体的性质　　1.3.1　流体的压缩性和膨胀性　　1.3.2　流体的黏性　　1.3.3　流体的密度、相对密度和比容　1.4　作用在流体上的力　　1.4.1　表面力　　1.4.2　质量力　1.5　液体的表面性质　　1.5.1　表面张力　　1.5.2　毛细现象　习题第2章　流体动力学基础　2.1　流体运动的描述方法　　2.1.1　拉格朗日（Lagrange）法　　2.1.2　欧拉（Euler）法　　2.1.3　质点导数　2.2　动力学基本概念　　2.2.1　迹线和流线　　2.2.2　流管、流束、元流和总流　　2.2.3　有效截面、流量和平均流速　　2.2.4　缓变流和急变流　　2.2.5　湿周、水力半径和当量直径　2.3　系统、控制体与输运方程　2.4　连续性方程　2.5　能量方程　　2.5.1　理想流体运动微分方程　　2.5.2　伯努利方程的推导　　2.5.3　伯努利方程的应用　2.6　动量方程和动量矩方程　　2.6.1　动量方程　　2.6.2　动量矩方程　2.7　风力机贝茨理论　习题第3章　相似原理和量纲分析　3.1　流动的相似理论　　3.1.1　几何相似概述　　3.1.2　运动相似概述　　3.1.3　动力相似概述　3.2　动力相似准则　3.3　流动相似条件　3.4　近似模型试验　3.5　量纲分析法　　3.5.1　物理方程量纲一致性原则　　3.5.2　瑞利法　　3.5.3　n定理　习题第4章　黏性流体的一维流动　4.1　黏性流体总流的伯努利方程　4.2　黏性流体管内流动的两种损失　4.3　黏性流体的两种流动状态　　4.3.1　雷诺实验　　4.3.2　流态的判别　　4.3.3　沿程损失和平均流速的关系　4.4　圆管中的层流流动　4.5　黏性流体的紊流流动　　4.5.1　紊流流动时均值　　4.5.2　雷诺应力　　4.5.3　圆管中紊流的速度分布和沿程损失　4.6　沿程损失的实验研究　　4.6.1　尼古拉兹实验　　4.6.2　莫迪图　4.7　局部损失　　4.7.1　局部损失产生的原因　　4.7.2　管道截面突然扩大的局部损失　　4.7.3　常用管件的局部损失系数　习题第5章　理想三元流场理论　5.1　三元流的连续性微分方程　5.2　流体微团的运动分解　　5.2.1　微团运动特征的速度表达式　　5.2.2　流体微团运动的分解概述　5.3　有旋流动与无旋流动　5.4　理想流体的运动微分方程　5.5　欧拉积分方程和伯努利积分方程　　5.5.1　欧拉积分（定常无旋流动）　　5.5.2　伯努利积分（定常运动沿流线的积分）　　5.5.3　伯努利方程　5.6　理想流体的涡旋运动　　5.6.1　涡线、涡管、涡束和旋涡强度　　5.6.2　速度环量和斯托克斯定理　　5.6.3　汤姆逊定理和亥姆霍兹旋涡定理　5.7　二维涡流的速度分布和压强分布　5.8　速度势函数和流函数　　5.8.1　速度势函数　　5.8.2　流函数　　5.8.3　势函数和流函数的关系　5.9　几种简单的平面势流　　5.9.1　均匀直线流动　　5.9.2　点源和点汇　　5.9.3　点涡　5.10　几种简单平面势流的叠加　　5.10.1　点汇和点涡——螺旋流　　5.10.2　点源和点汇——偶极流　5.11　均匀等速流绕过圆柱体的无环和有环流动　　5.11.1　流体绕过圆柱体的无环流动　　5.11.2　流体绕过圆柱体的有环流动　5.12　叶栅的库塔一儒可夫斯基公式　5.13　库塔条件　习题第6章　黏性空气的三元流动　6.1　纳维一斯托克斯方程　　6.1.1　黏性流体的运动微分方程　　6.1.2　本构方程　　6.1.3　纳维一斯托克斯方程概述　6.2　边界层的概念和特征　6.3　边界层的微分及积分方程　　6.3.1　层流边界层的微分方程　　6.3.2　边界层的动量积分关系式　6.4　边界层的位移厚度和动量损失厚度　6.5　平板边界层流动的近似计算概述　　6.5.1　平板层流边界层的近似计算　　6.5.2　平板紊流边界层的近似计算　　6.5.3　平板混合边界层的近似计算　6.6　曲面边界层的分离现象和卡门涡街　　6.6.1　曲面边界层的分离现象　　6.6.2　卡门涡街　6.7　黏性流体的绕流运动　　习题第7章　风动力学及叶素理论　7.1　风力机翼型的几何参数　7.2　黏性流体绕翼型流动　7.3　翼型绕流边界层特点　　　7.3.1　边界层(附面层)的概念　　7.3.2　翼型边界层的特点　7.4　启动涡与附着涡　　7.4.1　启动涡　　7.4.2　附着涡　7.5　作用在运动桨叶上的气动力　7.6　升力系数和阻力系数的变化曲线　　　7.6.1　升力特性　　7.6.2　阻力特性　　7.6.3　翼型剖面形状对其升力和阻力的影响　　7.6.4　埃菲尔极曲线　7.7　气动力的其他重要特性及分析　　7.7.1　压力中心和焦点　　7.7.2　翼型剖面俯仰力矩特性　　7.7.3　大攻角情况下的升力、阻力及力矩特性曲线　　7.7.4　弦线和法线方向的气动力　7.8　叶素特性分析　7.9　叶素的理论气动效率和最佳攻角　　习题第8章　风力机参数及性能曲线　8.1　风力机类型及几何参数　　8.1.1　风力机分类概述　　8.1.2　水平轴风力机　　8.1.3　垂直轴风力机　　8.1.4　水平轴与垂直轴风力机的对比　　8.1.5　风力机的组成　　8.1.6　风力机的几何参数　8.2　风力机性能评价参数　　8.2.1　风力机的性能参数概述　　8.2.2　最大风能利用系数　　8.3　风力机动力特性曲线　　　8.3.1　Cp-λ和CM-λ特性曲线　　8.3.2　Cr一λ特性曲线　习题第9章　风力机及风场的相互影响　9.1　风场的非均匀性和非恒定性　　9.1.1　风的形成　　9.1.2　风场的非均匀性　　9.1.3　风场的非恒定性　　9.1.4　风场的非均匀性与非恒定性对风力机的影响　9.2　风力机的尾流　　9.2.1　风力机尾流效应　　9.2.2　风力机尾流模型　　9.2.3　风电场中风力机的配置　9.3　风速变化对风力机的影响　　9.3.1　风力机工作的额定风速　　9.3.2　风力机的功率与风速的关系　习题参考文献