内容简介
《垂直轴风力机原理与设计》是一本关于垂直轴风力机设计的著作,是比较系统、全面的基础研究。《垂直轴风力机原理与设计》读者对象为相关专业研究人员和高等院校高年级本科生、研究生和技术人员。
目录
第1章 风能/1
1.1 风定义及特点/l
1.2 风力机/1
1.3 风能利用/4
1.3.1 并网发电厂/5
1.3.2 分散式并网发电系统/5
1.3.3 远程单机系统/5
1.4 风能发展的优势及局限/6
1.5 风能发展概览/7
1.6 世界风能发展/7
1.7 风能成本/10
1.8 风能社会成本/11
1.8.1 减少污染气体排放/11
1.8.2 减缓全球气候变化/ll
参考文献/12
第2章 垂直轴风力机发展状况/14
2.1 Madaras转子设想/14
2.2 萨沃纽斯垂直轴风力机/15
2.2.1 数学模型/16
2.2.2 实验研究/18
2.3 阻力驱动装置/23
2.4 升力驱动装置/24
2.5 Giromill风力机/25
2.6 侧风轴装置涡流模型/29
2.7 气动特性/30
参考文献/30
第3章 达里厄风力机概念/32
3.1 引言/32
3.2 达里厄转子几何结构/36
3.2.1 悬链线型叶片/37
3.2.2 抛物型叶片/39
3.2.3 Troposkien叶片/40
3.2.4 Troposkien曲线修正型叶片/46
3.2.5 Sandia型叶片/48
3.3 结果与讨论/50
参考文献/55
第4章 气动性能计算模型/58
4.1 单流管模型/60
4.1.1 气动性能/63
4.1.2 单流管模型与实验比较/64
4.2 多流管模型/67
4.3 涡流模型/74
4.3.1 自由尾迹涡模型/74
4.3.2 固定尾涡模型/75
4.3.3 涡流模型与实验比较/77
4.4 高速升力线模型/77
4.5 局部环流模型/82
参考文献/83
第5章 非定常空气动力学cFD模型/85
5.1 引言/85
5.1.1 动态失速现象/88
5.1.2 动态失速数值模拟/89
5.2 数值计算方案/89
5.2.1 控制方程/89
5.2.2 边界条件/9l
5.2.3 有限单元离散/92
5.2.4 单元影响矩阵/93
5.2.5 牛顿线性化/95
5.2.6 算法/96
5.3 湍流模型/96
5.3.1 Cebeci―Smith模型/97
5.3.2 JohnsotrKing模型/99
5.4 结果与讨论/101
5.4.1 测试案例/102
5.4.2 达里厄运动翼型/107
5.4.3 流场结构/109
5.4.4 气动特性/113
5.4.5 讨论/114
5.5 结论与建议/117
参考文献/118
第5章 附录/120
A-5.1 动量方程变换/120
A-5.2 压力单值条件/121
A-5.3 气动力系数计算/122
第6章 双致动盘多流管――实用设计模型/123
6.1 双致动盘理论/123
6.2 双致新盘动量理论/124
6.3 叶素理论/129
6.3.1 翼型气动特性/130
6.3.2 阻力和侧向力系数/130
6.4 这里厄风力机双致动盘多流管模型/132
6.4.1 气动模型/134
6.4.2 二次效应对迭里厄转子气动特性的影响/150
6.4.3 流管膨胀模型/160
6.5 包含动态失速效应的达里厄风力机气动特性分析/169
6.5.1 概述/170
6.5.2 动态失速模型/171
6.6 湍流风况下的达里厄转子气动性能/190
6.6.1 气动分析/192
6.6.2 风模型/194
6.7 其他计算代码的预测效果比较/199
6.7.1 气动性能/199
6.7.2 与动量模型有关的结构力/200
6.8 达里厄转子的叶尖与有限展弦比效应/202
6.8.1 叶尖与有限展弦比效应/202
6.8.2 结果与讨论/204
6.9 SNL翼型VAWTs性能预测/207
6.10 CARDAAV软件/21l
6.10.1 转子几何定义/212
6.10.2 运行工况/213
6.10.3 控制参数/213
6.10.4 结果/214
参考文献/215
第7章 气动载荷及性能测试/221
7.1 水槽实验/222
7.1.1 Texas Tech大学水槽实验/222
7.1.2 达里厄风力机动态失速的水槽实验/Z29
7.1.3 黏性流动模型(VFFVAT)/236
7.2 风力机风洞实验/237
7.2.1 加拿大国家研究委员会风洞测试/235
7,2.2 Sandia国家实验室风力机研究/239
7.2.3 达里厄转子气动载荷的计算值与实验值比较/244
7.3 达里厄风机户外测试/249
7.3.1 Sandia 5 rrl研究用风力机/249
7.3.2 NRC/Hydro-Quebec Magdalen Islands 24 m研究用风力机/250
7.3.3 NRC/DAF 6.1 m风力机研究/250
7.3.4 Lavalin Eole(64 m)研究用风力机/252
7.3.5 先锋I g-(15 m)悬臂式研究用风力机(荷兰)/253
7.3.6 Sandia 17m研究用风力机/253
7.4 商用风力机样机/256
7.4.1 DOE 100 kw(17 m)达里厄风力机/256
7.4.2 FloWindl7m和19171商用风力机/256
7.4.3 lndal Technologies 50 kW(11.2 m)和6 400/500 kW(24m)风力机/256
7.5 达里厄风力机力矩的测量与计算/258
7.5.1 简介/258
7.5.2 测量与数据简化/260
7,5.3 气动力矩的计算/263
7.5.4 气动力矩的测量和预测/263
参考文献/267
第8章 达里厄风力机创新型气动装置/271
8.1 自然层流翼型与变截面叶片/271
8.2 气动制动器/279
8.3 涡流发生器/281
8.4 泵致阻尼/283
8.5 前束角效果/284
8.6 叶片弯度/287
8.7 叶片粗糙度(污渍)、结冰和寄生阻力影响/288
8.7.1 叶片粗糙度影响/288
8.7.2 结冰影响/291
8.7.3 寄生阻力影响/292
参考文献/293
第9章 达里厄风力机设计发展趋势/296
9.1 风力机设计参数/296
9.1.1 扫掠面积/296
9.1.2 转子展弦比/298
9.1.3 叶片翼型/301
9.1.4 转子转速/301
9.1.5 转子实度/301
9.1.6 叶片材料及结构/.3 02
9.1.7 达里厄转子中心支柱/303
9.1.8 水平支柱/303
9.1.9 拉索/304
9.1.10 悬臂式达里厄转子/305
9.1.11 刹车装置类型和位置/306
9.1.12 变速箱/307
9.1.13 传动机构/307
9.1.14 电动机/发电机/308
9.1.15 变速/309
9.2 迭里厄风力机设计/309
9.2.1 达里厄风力机设计要点/309
9.2.2 未来可选设计/310
9.3 水平轴与垂直轴风力机比较/311
9.3.1 水平轴风力机与垂直轴风力机技术方面的比较/312
9.3.2 垂直轴风力机的可行性/315
参考文献/315
第10章 风能可接受性及其环境社会因素/319
10.1 引言/319
10.2 环境方面/320
10.2.1 人类环境方面/320
10.2.2 自然环境方面/323
10.2.3 风力机运行对环境的影响/324
10.3 气体排放:风能和其他能源/325
10.4 不同国家公众态度/326
10.5 社会影响/328
10.6 风能与传统能源/329
参考文献/331
附录A 对称翼型空气动力学特性/334
附录B 加拿大与全球风能产量/346
附录C 全球风能网络网址/353
前言/序言
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