風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)
定 價(jià):49 元
- 作者:宋俊
- 出版時(shí)間:2019/7/1
- ISBN:9787111624349
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TM315
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)
宋俊編著
機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社
本書(shū)全面和系統(tǒng)地介紹了風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)。全書(shū)共分為11章,包括緒論、氣體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、水平軸升力型風(fēng)力機(jī)概論、風(fēng)力機(jī)經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論、風(fēng)力機(jī)典型動(dòng)力學(xué)專(zhuān)題、風(fēng)力機(jī)翼型繞流理論、風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)氣動(dòng)彈性耦合、風(fēng)力機(jī)數(shù)值分析技術(shù)、風(fēng)力機(jī)模型氣動(dòng)試驗(yàn)和垂直軸風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力特性。另外,在附錄中還介紹了大氣邊界層內(nèi)的風(fēng)特性以及風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)力機(jī)尾流。
本書(shū)適合作為大專(zhuān)院校教材及對(duì)從事風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)、制造和使用的人員進(jìn)行培訓(xùn)的教學(xué)用書(shū),也可以作為風(fēng)力機(jī)愛(ài)好者的自學(xué)讀物。
為了滿(mǎn)足教學(xué)的需求而撰寫(xiě)此書(shū)。希望有助于與風(fēng)力機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更好地了解風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué),并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新和發(fā)展。
全書(shū)共分為11章。第1~4章,包括緒論、氣體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、水平軸升力型風(fēng)力機(jī)概論,主要介紹了基本概念和理論,是研究風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ);第5~8章,包括風(fēng)力機(jī)經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論、風(fēng)力機(jī)典型動(dòng)力學(xué)專(zhuān)題、風(fēng)力機(jī)翼型繞流理論和風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)氣動(dòng)彈性耦合,是風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容,考慮到不同層次讀者的需求,各章的內(nèi)容是相對(duì)獨(dú)立的,讀者和教師可以根據(jù)具體情況有所取舍。第9章、第10章,包括風(fēng)力機(jī)數(shù)值分析技術(shù)和風(fēng)力機(jī)模型氣動(dòng)試驗(yàn),是風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)研究的相關(guān)知識(shí),可以作為研究人員、研究生選題、分析和試驗(yàn)的參考。以上內(nèi)容主要針對(duì)水平軸升力型風(fēng)力機(jī)。第11章介紹了垂直軸風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力特性,并與水平軸機(jī)型進(jìn)行比較。另外,在附錄中還介紹了大氣邊界層內(nèi)的風(fēng)特性以及風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)力機(jī)尾流,這些內(nèi)容是作為風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)的背景知識(shí)介紹的,同時(shí)為正文提供了一些必要的概念和數(shù)據(jù)。為了便于教學(xué)和自學(xué),書(shū)中編入了一些例題,每章后附加若干習(xí)題,計(jì)算題后附有最終答案。例題和習(xí)題都不追求復(fù)雜的運(yùn)算,主要目的是為了鞏固基本概念和理論。
本書(shū)在內(nèi)容安排上力求理論與實(shí)際相結(jié)合。在介紹氣體動(dòng)力學(xué)時(shí)做到有的放矢,的就是風(fēng)力機(jī)。凡是與風(fēng)力機(jī)聯(lián)系不大的內(nèi)容則不涉及。在利用氣體動(dòng)力學(xué)研究風(fēng)力機(jī)時(shí),則力爭(zhēng)做到重點(diǎn)突出,重點(diǎn)就是風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力特性。對(duì)于風(fēng)力機(jī)的其他問(wèn)題,也不在選項(xiàng)之內(nèi),以便有利于讀者集中了解必須掌握的核心內(nèi)容。
空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識(shí)較多,有些物理和數(shù)學(xué)概念較抽象,描述現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型較復(fù)雜,初學(xué)者或許會(huì)遇到一些困難。但學(xué)習(xí)風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)的目的不是去面對(duì)復(fù)雜的推導(dǎo)和對(duì)推導(dǎo)結(jié)果的死記硬背,而是要理解概念和理論的物理意義,掌握概念和理論的實(shí)際應(yīng)用。風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)自始至終都在強(qiáng)調(diào)如何抓住物理現(xiàn)象的本質(zhì)和主要影響因素,如何針對(duì)具體背景將復(fù)雜的物理現(xiàn)象簡(jiǎn)化成可求解的數(shù)學(xué)模型,將分析結(jié)果表述為可理解、可應(yīng)用的規(guī)律,這些思維方法和解決方案對(duì)于讀者都是大有益處的。
最后,對(duì)參考文獻(xiàn)中列舉資料的作者深表感謝,這些資料都使本書(shū)的作者受益匪淺。另外,也期待廣大讀者的批評(píng)和建議。
作者于2019年1月
前言
主要物理量符號(hào)表
第1章緒論1
11風(fēng)能的利用1
12風(fēng)力機(jī)概要2
121基本參數(shù)2
122組成2
123分類(lèi)3
13氣體的物理性質(zhì)3
131氣體易流動(dòng)性及可壓縮性4
132氣體的連續(xù)介質(zhì)模型4
133氣體的密度和重度4
134氣體的壓縮系數(shù)及熱膨脹系數(shù)6
135氣體的黏性7
136作用在氣體上的力8
137大氣壓強(qiáng)及壓強(qiáng)的表示方法9
14風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)概述10
141基本特點(diǎn)10
142研究?jī)?nèi)容11
143研究方法11
習(xí)題12
第2章氣體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)13
21基本概念13
211流場(chǎng)及其描述1
212研究氣體運(yùn)動(dòng)的方法16
213跡線和流線19
214流管、流量和平均流速20
215動(dòng)能與功率22
22連續(xù)性方程22
23氣體微團(tuán)運(yùn)動(dòng)的分析25
24理想氣體的有旋流動(dòng)30
241基本概念30
242斯托克斯定理32
243湯姆遜定理和亥姆霍茲旋渦定理33
244旋渦的誘導(dǎo)速度34
25有勢(shì)流動(dòng)和速度勢(shì)函數(shù)36
251速度有勢(shì)36
252定密度無(wú)旋流動(dòng)的基本方程38
253曲線的速度環(huán)量與速度勢(shì)38
254等勢(shì)面39
26平面流動(dòng)和流函數(shù)39
261流函數(shù)定義39
262流函數(shù)的基本性質(zhì)40
263流函數(shù)方程的物面邊界條件42
264流函數(shù)與速度勢(shì)42
27湍流模型43
271雷諾平均44
272連續(xù)性方程46
習(xí)題46
第3章氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)48
31基本概念48
311氣體動(dòng)力學(xué)的基本方程48
312理想氣體中的應(yīng)力48
313氣體質(zhì)點(diǎn)的加速度49
32定密度黏性氣體的運(yùn)動(dòng)方程50
33理想氣體運(yùn)動(dòng)微分方程53
331歐拉方程53
332蘭姆葛羅米柯方程53
333佛里德曼方程54
34歐拉積分和伯努利積分55
341歐拉積分55
342伯努利積分56
343伯努利方程57
35壓縮性氣體的伯努利方程58
36起始條件和邊界條件59
361起始條件60
362邊界條件60
37動(dòng)量方程和動(dòng)量矩方程60
371動(dòng)量方程60
372動(dòng)量矩方程61
38邊界層理論62
381邊界層及其特征62
382邊界層微分方程63
383邊界層的分離64
384再附現(xiàn)象65
39繞圓柱體流動(dòng)卡門(mén)渦街66
310湍流運(yùn)動(dòng)微分方程67
3101湍流黏性系數(shù)模型67
3102標(biāo)準(zhǔn)kε模型68
習(xí)題69
第4章水平軸升力型風(fēng)力機(jī)概論71
41水平軸升力型風(fēng)力機(jī)綜覽71
42風(fēng)輪75
421幾何定義75
422物理參數(shù)76
43葉片與翼型77
431葉片的外部特征77
432翼型78
44葉素81
441作用在葉素上的空氣動(dòng)力82
442葉素上的阻力源84
443葉素氣動(dòng)特性影響因素85
45風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行及控制86
451風(fēng)輪所受的空氣動(dòng)力載荷86
452葉片數(shù)87
453風(fēng)力機(jī)的調(diào)節(jié)特性88
454風(fēng)力機(jī)的控制目標(biāo)和方式88
習(xí)題90
第5章風(fēng)力機(jī)經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論91
51一維動(dòng)量理論與貝茨極限91
52簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)尾流模型94
521誘導(dǎo)速度最佳關(guān)系式95
522最佳氣流傾角97
53葉素動(dòng)量理論氣流誘導(dǎo)因子算法101
54葉素動(dòng)量理論氣流干擾因子算法103
55風(fēng)輪整體參數(shù)108
56風(fēng)力機(jī)經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論比較108
57風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)109
571空氣阻力的影響110
572有限葉片數(shù)的影響111
58風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的修正112
581應(yīng)用葉尖和輪轂損失系數(shù)的修正112
582應(yīng)用風(fēng)輪所受推力的修正114
583存在風(fēng)輪錐角的修正116
59實(shí)際風(fēng)力機(jī)的功率特性116
習(xí)題117
第6章風(fēng)力機(jī)典型動(dòng)力學(xué)專(zhuān)題118
61尾跡渦流理論118
611渦流模型118
612固定尾跡渦模型120
613預(yù)定尾跡渦模型123
614自由尾跡渦模型126
62葉片的三維效應(yīng)及動(dòng)態(tài)繞流129
621失速延遲129
622動(dòng)態(tài)失速131
623動(dòng)態(tài)入流效應(yīng)133
63風(fēng)力機(jī)偏航的空氣動(dòng)力模型133
631固定偏航時(shí)的動(dòng)量定理134
632動(dòng)態(tài)尾流算法136
633偏航/傾斜模型137
習(xí)題138
第7章風(fēng)力機(jī)翼型繞流理論139
71定密度理想氣體平面無(wú)旋流動(dòng)的概述139
72復(fù)勢(shì)與復(fù)速度139
721復(fù)勢(shì)與復(fù)速度定義139
722解的可疊加性140
73典型的簡(jiǎn)單平面勢(shì)流及其復(fù)勢(shì)140
731均勻流140
732源與匯141
733點(diǎn)渦143
734偶極流144
74圓柱繞流147
741無(wú)環(huán)量圓柱繞流147
742有環(huán)量圓柱繞流149
75定常繞流中的物體受力152
751勃拉休斯合力及合力矩公式153
752庫(kù)塔儒可夫斯基升力定理155
76物體繞流的保角變換方法157
761無(wú)分離流動(dòng)保角變換方法的基本思想157
762物理平面與輔助平面上對(duì)應(yīng)的流動(dòng)關(guān)系157
763解析變換的唯一性定理159
764任意柱形物體繞流變換為圓柱繞流的一般形式160
77儒可夫斯基繞流變換162
771儒可夫斯基變換162
772儒可夫斯基翼型繞流167
78庫(kù)塔儒可夫斯基假定171
781庫(kù)塔條件171
782翼型繞流環(huán)量形成的物理過(guò)程172
783推廣的庫(kù)塔儒可夫斯基假定173
79薄翼理論與氣動(dòng)特性173
791薄翼型繞流的擾動(dòng)速度勢(shì)及其分解174
792攻角彎度問(wèn)題及其求解176