风力机空气动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:汉森

出品人:

页数:152

译者:肖劲松

出版时间:2009-6

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787508385723

丛书系列:

图书标签:

• 风能
• 英译
• 丹麦
• 风力机
• 空气动力学
• 可再生能源
• 风能
• 流体力学
• 叶片设计
• 性能分析
• 气动特性
• 风洞试验
• 建模仿真

好的，这是一份关于《风力机空气动力学》的图书简介，力求详尽且内容丰富，并避免任何不自然的表述： 《风力机空气动力学》图书简介 --- 风力机空气动力学：从基础理论到前沿应用 本书概述 《风力机空气动力学》是一部深度聚焦于现代风力机设计与性能分析核心学科的专著。本书旨在为从事风能工程、流体力学研究、机械设计以及相关领域的技术人员、工程师和高年级学生提供一个全面、深入且实用的知识体系。风力机作为一种将自然界风能转化为电能的关键技术，其效率和可靠性在很大程度上取决于对空气动力学原理的精确掌握和应用。本书系统地阐述了从宏观气流场到叶片表面微观边界层行为的完整空气动力学基础，并结合工程实践中的复杂问题，提供了先进的建模与分析工具。 核心内容与结构 本书的结构设计严谨，层层递进，确保读者能够建立扎实的理论基础，并逐步过渡到复杂的工程计算。全书主要分为四大核心板块：基础理论、叶片元件理论、全盘叶素动量理论与修正模型、以及复杂气流与失速分析。 第一部分：流体力学基础与风能转换原理 本部分为全书的理论基石。首先，详细回顾了与风力机相关的经典流体力学概念，包括流体的基本性质、不可压缩与可压缩流动的基本方程（如纳维-斯托克斯方程的简化形式）。重点讨论了伯努利原理在风轮能量提取中的应用限制，并引入了动量理论的初步概念。 随后，本书深入探讨了风能转换效率的理论极限——贝茨（Betz）定律的推导与实际意义。这一部分清晰地界定了任何风力机设计所能达到的最大理论效率，并分析了如何通过合理的叶片设计来逼近这一极限。同时，还介绍了表征风能资源的关键统计参数，如风速分布模型（韦伯尔分布等）及其在场地评估中的作用。 第二部分：翼型理论与叶片截面性能 风力机叶片是能量捕获的核心部件，其性能取决于所选翼型的气动特性。《风力机空气动力学》投入大量篇幅解析了空气动力学翼型（Airfoil）理论。内容涵盖了从经典的二维潜在流理论到考虑粘性效应的现代翼型分析方法。 书中详细介绍了翼型升力系数 ($C_L$) 和阻力系数 ($C_D$) 的计算方法，包括对迎角（Angle of Attack, AoA）变化的敏感性分析。特别关注了低雷诺数和高升阻比工况下翼型性能的特殊表现，这对于现代设计中常用的小型或细长叶片至关重要。此外，本书还探讨了叶片表面粗糙度、气流分离对翼型性能的负面影响，并提供了如何利用先进翼型设计（如高升力或低阻力翼型）来优化能量捕获的工程指南。 第三部分：叶片元件动量理论（BEM）及其工程应用 叶片元件动量理论（Blade Element Momentum Theory, BEM）是风力机性能分析和初步设计的基石。本书对BEM理论的推导进行了最详尽的阐述，从将叶片分解为无穷多个独立叶素开始，结合相对气流速度、诱导因子（Inflow Factors）以及局部动量方程，最终构建出计算风轮功率和扭矩的完整框架。 本书不仅仅停留在经典的BEM模型，更着重于介绍多种关键的修正模型，以应对现实世界中的复杂情况： 1. 叶尖损失（Tip Loss）修正： 详细分析了叶尖漏流对诱导因子和功率计算的修正方法，如普兰德尔（Prandtl）修正。 2. 叶根损失（Root Loss）修正： 探讨了靠近轮毂（Hub）区域由于叶片未覆盖或叶根几何形状导致的性能下降。 3. 轮毂效率（Hub Efficiency）的引入： 讨论了如何将非作用区域对总性能的影响纳入计算。 通过大量的实例和算例，读者将能够熟练运用BEM方法进行风力机初步选型、确定最佳叶片几何形状（如径向上的叶片扭转角和弦长分布）。 第四部分：失速、湍流与先进空气动力学现象 要实现高功率系数和良好的控制性能，必须深入理解叶片在非理想状态下的行为，特别是失速（Stall）现象。《风力机空气动力学》将失速分析作为关键内容之一。 书中区分了不同类型的失速： 定常失速（Fixed-Pitch Stall）： 主要针对失速型风力机的设计原理。 动态失速（Dynamic Stall）： 探讨了风速突变或叶片在快速运动（如俯仰或偏航）时，气流分离和再附着过程的瞬态影响，这对于理解极端载荷和湍流响应至关重要。 此外，本书还覆盖了影响现代大型风力机性能的前沿课题： 三维效应与叶尖涡研究： 引入了更高级的流场建模思想，分析叶尖涡的强度和扩散对噪声产生及局部载荷分布的影响。 湍流与环境载荷： 讨论了非均匀来流（如风切变、地形效应）如何通过频谱分析（如Kaimal谱）影响叶片的周期性载荷，为疲劳载荷评估提供空气动力学输入。 主动与被动气动控制： 简要介绍了如何通过襟翼（Flaps）、缝翼（Slats）或动态偏航/变桨控制来实现对功率和载荷的精确控制，这些都是现代风力机控制系统的空气动力学基础。 适用读者 本书是风能专业研究生、从事风力机气动设计和性能评估的工程师、以及相关领域科研人员的理想参考书。它不仅提供了严谨的理论推导，更重要的是，将这些理论与现代风力机设计规范和工程实践紧密结合，是掌握风力机核心技术、迈向高性能风能系统设计不可或缺的工具书。通过学习本书，读者将能够独立分析和优化各类风力机叶片的空气动力学性能。

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这本书的排版和插图质量实在令人称道。在学习技术书籍时，清晰的图表往往能抵得上几页冗长的文字描述。这本书在这方面做得堪称教科书级别的典范。无论是复杂的涡流结构示意图，还是不同风切变下压力分布的云图，都绘制得细致入微，色彩运用也恰到好处，能够清晰地区分出不同的物理区域和参数梯度。更重要的是，它提供了一套非常系统的分析流程框架。从风资源评估的初步选址，到叶片气动设计的迭代优化，再到整个机组系统的耦合分析，作者构建了一个逻辑清晰的知识脉络。我发现这本书非常适合作为大学高年级或研究生阶段的专业课教材，因为它不仅教授知识点，更重要的是培养了读者严谨的科学思维和工程分析方法论。它教会的不是“怎么算”，而是“为什么这么算”以及“算出来后该如何判断”。

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对于希望进入风力发电机气动设计领域的新手来说，这本书的系统性简直是无价之宝。它从最基本的空气动力学原理（如伯努利定律、动量理论）讲起，循序渐进地过渡到复杂的桨叶元动量理论（BEM），再到更高级别的全势流理论和三维效应修正。每一个章节的难度递增都处理得非常平滑，不会有突然的“知识断层”。作者在描述数学模型时，总是会先用直观的物理图像来解释其背后的意义，而不是直接抛出复杂的偏微分方程。这极大地降低了初学者的理解门槛。我特别喜欢它对各种假设条件的讨论，比如作者会明确指出在何种工况下，哪些理论模型是适用的，哪些需要进行修正。这种对理论局限性的坦诚说明，体现了作者对科学的敬畏之心，也让读者在使用这些模型时能更加审慎和负责。总而言之，这是一本集理论深度、工程实用性和教学友好性于一体的杰作。

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老实说，我是一个工作了十年的老工程师，在实际风场运维中遇到过无数空气动力学上的“疑难杂症”。很多书上的标准模型，在真实工况下总会表现出这样或那样的偏差。这本书的价值就在于，它没有回避这些“非理想”情况。它花了大量篇幅讲解如何修正传统模型的局限性，比如如何根据实测数据对气动系数进行调整，以及如何处理叶片表面结冰、鸟击等对气动性能的负面影响。这种实战导向的叙述方式，让我觉得作者是真正扎根于工程一线的专家。其中关于叶片主动和被动控制策略的章节，对我启发很大，让我开始重新审视我们现有控制系统的优化潜力。阅读过程中，我常常会停下来，结合我手中的项目案例去思考书中的原理，发现很多过去凭经验解决的问题，现在都有了坚实的理论依据支撑。这本书的深度，足以让资深专家也能从中挖掘出新的洞察。

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这本书绝对是风力发电领域的一颗璀璨明珠！我作为一个刚入门的研究生，面对那些复杂的流体力学公式和空气动力学原理，常常感到无从下手。然而，当我翻开这本《风力机空气动力学》时，那种醍醐灌顶的感觉真是难以言喻。作者显然对如何将晦涩的理论清晰地呈现在读者面前有着独到的见解。书中的图解部分尤为出色，那些详细的剖视图和气动效率曲线，让我对叶片设计背后的物理逻辑有了直观的理解。尤其值得称赞的是，它并没有停留在理想化的理论模型上，而是深入探讨了湍流、失速以及叶尖涡等实际工程中遇到的复杂问题，并且提供了相应的数学模型和计算方法。我花了整整一个周末啃完了关于BEM理论的那一章，收获之大，让我对下一步的仿真工作充满了信心。这本书的行文流畅，逻辑严密，即便是初次接触这门学科的人，也能沿着作者的思路，逐步建立起完整的知识框架。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的大师在耳边细心指导，让人感觉学习过程既充实又充满乐趣。

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读完这本书，我最大的感受是其深度与广度的完美平衡。很多同类书籍要么过于偏重数学推导，让人望而却步，要么就是过于浅尝辄止，对工程应用缺乏指导性。但《风力机空气动力学》在这两者之间找到了一个黄金分割点。它详尽地介绍了从宏观气流场分析到微观边界层分离的全过程，每一个环节的理论基础都交代得清清楚楚。我尤其欣赏作者在处理非定常空气动力学问题时的严谨性，例如在不同风速切变下的叶片载荷分析，这对于设计能够适应复杂风况的高可靠性机组至关重要。书中对先进的数值模拟方法，比如CFD在风电机组分析中的应用趋势也进行了前瞻性的探讨，这使得这本书的价值不仅体现在当前的工程实践中，更具备了长远的指导意义。对于希望成为风能领域顶尖工程师的人来说，这本书绝对是案头必备的工具书，里面的公式和参数查阅起来极其方便，结构组织非常人性化。

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我们学校新能源专业教材，主要运用动量理论处理一些问题，可以说入门必看

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