風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)工程技術(shù)

第1章 緒論
1.1 風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電基本原理
1.1.1 風(fēng)能
1.1.2 風(fēng)力發(fā)電基本原理
1.2 風(fēng)資源
1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)
1.3.1 葉片
1.3.2 機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)及塔架
1.4 風(fēng)力機(jī)類型
1.5 風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)工程概述
第2章 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)
2.1 氣體物理特性及相關(guān)參數(shù)
2.2 風(fēng)力機(jī)基本術(shù)語(yǔ)
2.2.1 翼型幾何參數(shù)
2.2.2 常用風(fēng)力機(jī)翼型
2.2.3 翼型氣動(dòng)特性參數(shù)
2.2.4 風(fēng)力機(jī)幾何參數(shù)
2.2.5 風(fēng)力機(jī)性能參數(shù)
2.3 流管致動(dòng)盤理論與貝茲極限
2.4 葉素-動(dòng)量理論
2.4.1 動(dòng)量理論
2.4.2 葉素理論
2.4.3 葉素-動(dòng)量理論推導(dǎo)
2.4.4 考慮尾渦旋轉(zhuǎn)的葉素-動(dòng)量理論
2.4.5 誘導(dǎo)因子修正
2.4.6 葉尖輪轂損失修正
2.4.7 氣動(dòng)因子擴(kuò)展
2.4.8 考慮三維旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的失速修正
2.4.9 動(dòng)態(tài)失速模型
2.4.10 非定常葉素-動(dòng)量理論
2.5 渦流理論與渦尾跡方法
2.5.1 渦線
2.5.2 渦面
2.5.3 非線性致動(dòng)盤理論
2.5.4 預(yù)定渦尾跡方法
2.5.5 自由渦尾跡方法
2.6 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1 風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)基本參數(shù)
3.2 基于葉素-動(dòng)量理論的氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法
3.2.1 確定葉片幾何形狀
3.2.2 風(fēng)輪性能計(jì)算
3.3 Glauert和Wilson氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法
3.3.1 Glauert設(shè)計(jì)方法
3.3.2 Wilson設(shè)計(jì)方法
3.3.3 MATLAB求解誘導(dǎo)因子
3.4 基于優(yōu)化算法的葉片設(shè)計(jì)方法
3.4.1 葉片幾何參數(shù)化方法
3.4.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
3.4.3 優(yōu)化求解流程
3.4.4 考慮啟動(dòng)性能的風(fēng)力機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)
3.5 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)載荷計(jì)算
4.1 風(fēng)力機(jī)載荷類型、來源及工況
4.1.1 載荷類型
4.1.2 載荷來源
4.1.3 載荷工況
4.2 載荷計(jì)算要求與方法
4.2.1 載荷計(jì)算要求
4.2.2 載荷計(jì)算坐標(biāo)系
4.2.3 載荷計(jì)算方法
4.3 基于GH Bladed的載荷計(jì)算
4.3.1 GH Bladed簡(jiǎn)介
4.3.2 GH Bladed風(fēng)模型
4.3.3 GH Bladed基本計(jì)算流程
4.3.4 載荷計(jì)算案例
4.4 基于Fast的氣動(dòng)彈性計(jì)算方法
4.4.1 FAST簡(jiǎn)介
4.4.2 FAST輸入的風(fēng)模型
4.4.3 FAST基本計(jì)算流程
4.4.4 載荷計(jì)算案例
4.5 本章小結(jié)
第5章 風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)分析
5.1 計(jì)算流體力學(xué)方法
5.1.1 預(yù)處理
5.1.2 求解數(shù)值方程
5.1.3 后處理
5.1.4 湍流模型
5.1.5 致動(dòng)線方法
5.1.6 風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)分析關(guān)鍵問題
5.2 低雷諾數(shù)翼型數(shù)值模擬
5.2.1 湍流模型與網(wǎng)格劃分
5.2.2 數(shù)值計(jì)算模型驗(yàn)證
5.2.3 雷諾數(shù)對(duì)翼型升阻特性的影響
5.2.4 翼型邊界層分離泡的影響
5.2.5 翼型轉(zhuǎn)捩位置預(yù)測(cè)
5.3 風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪三維流場(chǎng)與性能分析
5.3.1 風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪參數(shù)與葉片模型
5.3.2 網(wǎng)格與湍流模型
5.3.3 不同截面壓力分布
5.3.4 不同風(fēng)速下截面流線分布
5.3.5 風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩
5.4 本章小結(jié)
第6章 風(fēng)力機(jī)翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)
6.1 翼型幾何參數(shù)化方法
6.1.1 控制點(diǎn)法
6.1.2 復(fù)合映射法
6.1.3 型函數(shù)擾動(dòng)法
6.2 優(yōu)化算法
6.2.1 遺傳算法
6.2.2 多目標(biāo)遺傳算法
6.3 翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與流程
6.3.1 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
6.3.2 優(yōu)化流程
6.4 翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)案例
6.4.1 翼型單目標(biāo)優(yōu)化
6.4.2 翼型多目標(biāo)優(yōu)化
6.5 本章小結(jié)
第7章 風(fēng)力機(jī)翼型隨機(jī)氣動(dòng)響應(yīng)分析
7.1 氣動(dòng)響應(yīng)分析方法
7.1.1 拉丁超立方抽樣
7.1.2 代理模型
7.1.3 非嵌入式概率配置點(diǎn)法
7.1.4 區(qū)間分析法
7.2 湍流對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響及優(yōu)化
7.2.1 基于NIPRC-CFD的研究方法及驗(yàn)證
7.2.2 不確定湍流對(duì)翼型氣動(dòng)性能的影響
7.2.3 不確定湍流下翼型氣動(dòng)穩(wěn)健優(yōu)化
7.3 隨機(jī)風(fēng)速風(fēng)向?qū)σ硇蜌鈩?dòng)特性的影響
7.3.1 隨機(jī)風(fēng)速對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響
7.3.2 隨機(jī)風(fēng)向?qū)σ硇蜌鈩?dòng)特性的影響
7.3.3 隨機(jī)風(fēng)速、風(fēng)向耦合對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響
7.4 隨機(jī)湍流強(qiáng)度和幾何誤差對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響
7.4.1 區(qū)間—克里金方法及驗(yàn)證
7.4.2 隨機(jī)湍流強(qiáng)度對(duì)翼型氣動(dòng)特性的影響
7.4.3 幾何外形誤差對(duì)翼型氣動(dòng)性能的影響
7.5 本章小結(jié)
第8章 風(fēng)力機(jī)葉片不確定氣動(dòng)建模
8.1 不確定性參數(shù)定義與表征
8.1.1 概率模型
8.1.2 區(qū)間模型
8.2 不確定理論與方法
8.2.1 蒙特卡羅方法
8.2.2 非嵌入式概率配置點(diǎn)法
8.2.3 耦合不確定分析方法
8.3 風(fēng)力機(jī)葉片不確定氣動(dòng)分析與優(yōu)化
8.3.1 風(fēng)速不確定對(duì)風(fēng)力機(jī)功率與載荷的影響
8.3.2 幾何不確定對(duì)風(fēng)力機(jī)功率與載荷的影響
8.3.3 工況與幾何不確定耦合對(duì)風(fēng)力機(jī)功率與載荷的影響
8.4 本章小結(jié)
第9章