理想风力机理论与叶片函数化设计.pdf

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书籍描述

内容简介
姜海波编著的《理想风力机理论与叶片函数化设计》主要探讨能产生最大功率的理想风力机的结构和性能,并以此为基础研究实际风力机叶片函数化设计方法。首先,提出理想风力机的概念,建立理想叶片的数学模型,并推导其功率、转矩、升力和推力性能表达式;其次,考虑结构强度和加工工艺等实际环境的特殊要求,对理想叶片进行实用化改造,以建立实际叶片的函数表达式,并用解析法计算其性能,提出实际叶片函数化设计方法,实现通过生成叶片函数图像的方式设计叶片模型。本书建立一个关于叶片函数化设计的独立完整的技术体系的基础框架,以解析法作为主要研究方法,以理想叶片的结构和性能作为理论基础,以实际叶片的设计和性能计算作为重点研究内容。
本书可供叶轮机械与翼型气动设计领域的学者、研究生或工程技术人员参考。

编辑推荐
建立叶片函数的好处是,风力机的功率、转矩和升力等性能可以用解析计算的方法迅速得到,远比数值计算和实验测试的方法便利、快捷,且不必事先生成图像或实体模型。解析计算目前还不能代替数值计算和实验测试,但它能预测性能的特点,会降低设计的盲目性,大幅提高设计效率。
姜海波编著的《理想风力机理论与叶片函数化设计》将围绕上述内容进行研究探讨,重点阐述两方面内容:一是理想风力机理论,参见第2~6章;二是对该理论的应用,即叶片函数化设计法,参见第7~12章。

目录
前言
第1章 概述
1.1 研究内容
1.2 研究目标
1.3 研究现状
1.4 研究意义
1.5 研究方法
第2章 理论基础与基本关系式
2.1 设计工况叶素受力分析
2.2 各参数之间的基本关系
2.3 叶素气动性能微分公式
2.4 风力机气动性能积分公式
2.5 本章小结
第3章 理想风力机的叶片结构
3.1 理想叶片的含义
3.2 最佳攻角的计算
3.3 理想扭角的计算
3.4 理想弦长的计算
3.5 关于理想翼型
3.6 理想叶片的形态
3.7 本章小结
第4章 理想风力机的最高性能
4.1 功率性能及其极限
4.2 转矩性能及其极限
4.3 升力性能及其极限
4.4 推力性能及其极限
4.5 本章小结
第5章 理想风力机的一般性能
5.1 功率一般性能
5.2 转矩一般性能
5.3 升力一般性能
5.4 推力一般性能
5.5 本章小结
第6章 平板翼型风力机及其性能
6.1 平板翼型及性能估算
6.1.1 小攻角绕流升力简介
6.1.2 大攻角绕流公式探讨
6.1.3 小攻角绕流阻力系数
6.1.4 升力和阻力的函数关系
6.1.5 升力和阻力的变化规律
6.1.6 平板翼型升阻比
6.2 平板翼型理想叶片的结构
6.2.1 最佳攻角
6.2.2 理想扭角
6.2.3 理想弦长
6.3 平板翼型风力机的性能
6.3.1 功率性能
6.3.2 转矩性能
6.3.3 升力性能
6.3.4 推力性能
6.3.5 启动性能
6.4 本章小结
第7章 函数翼型及其主要性能
7.1 翼型型线的函数构造法
7.1.1 茹科夫斯基翼型表达式的简化
7.1.2 一般翼型型线的函数构造法
7.1.3 复杂翼型型线的函数构造法
7.1.4 光滑后缘翼型型线的函数构造法
7.1.5 风力机叶片翼型的函数表达
7.1.6 翼型参数表达式及翼型环视图
7.2 函数翼型主要性能计算
7.2.1 函数翼型速度分布
7.2.2 函数翼型压力分布
7.2.3 函数翼型升力系数计算
7.3 函数翼型及绕流计算的应用问题
7.3.1 翼型表达式的扩展问题
7.3.2 翼型解析计算的主要用途
7.3.3 翼型表达式的局限性
7.4 本章小结
第8章 对理想叶片的简化分析
8.1 叶片弦长和扭角的简化
8.1.1 简化目的和原则
8.1.2 阻力系数对弦长的影响
8.1.3 弦长曲线的简化方法
8.1.4 叶片升力和阻力分布
8.1.5 叶片攻角和扭角分布
8.1.6 简化叶片的外形示例
8.2 简化叶片风力机的性能
8.2.1 功率性能
8.2.2 转矩性能
8.2.3 升力性能
8.2.4 推力性能
8.2.5 启动性能
8.3 简化方式对性能的影响分析
8.3.1 叶片弦长的简化方式
8.3.2 简化方式对性能的影响
8.4 本章小结
第9章 实用风力机的最高性能
9.1 叶尖损失对结构的影响
9.1.1 基本关系式
9.1.2 弦长曲线修正
9.1.3 扭角曲线修正
9.2 实用风力机最高性能计算
9.2.1 功率性能计算
9.2.2 转矩性能计算
9.2.3 升力性能计算
9.2.4 推力性能计算
9.3 本章小结
第10章 实用叶片结构设计
10.1 确定翼型和最佳攻角
10.2 确定设计尖速比
10.3 直线弦长设计
10.4 扭角修正与处理
10.5 实用叶片外形设计
10.6 本章小结
第11章 实用风力机性能计算
11.1 功率性能计算
11.2 转矩性能计算
11.3 升力性能计算
11.4 推力性能计算
11.5 本章小结
第12章 叶片函数化设计法
12.1 风力机叶片的数学模型
12.1.1 翼型函数的坐标变换
12.1.2 扭角的旋转变换
12.1.3 建立叶片数学模型
12.1.4 生成叶片图像示例
12.2 翼型之间的圆滑过渡
12.2.1 正弦曲线光顺法
12.2.2 圆柱与翼型的过渡
12.3 函数化设计步骤与示例
12.3.1 叶片函数化设计步骤
12.3.2 叶片函数化设计示例
12.3.3 用软件生成叶片图像
12.3.4 用软件求解风力机性能
12.4 本章小结
参考文献
附录一 专用术语解释
附录二 主要符号的含义
附录三 常用关系式索引

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