书名：风电叶片功-噪-刚度协同优化方法
定价：270.0
ISBN：9787030777331
作者：马剑龙,吕文春
版次：1
出版时间：2026-02

内容提要：
本书深入地介绍了一种风电叶片功率-噪声-刚度的协同优化方法。本书引入翼型凹变理论，对风电叶片尾缘吸力面进行合理的凹形改造，确定了…的凹变形式；分析了翼型凹变对叶片做功能力、噪声辐射以及结构刚度的影响和机理，在此基础上提出了一种基于功率-噪声-刚度的风电叶片协同优化设计方法。本书包含了笔者在风电领域多年的研发成果和经验。特别是风力机的翼型设计、气动和结构设计、稳定性分析、流场测试、风洞实验等方面内容。



目录：
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 翼型凹变研究的意义和产业背景 1
1.2 国内外研究现状及发展动态 2
1.2.1 气动性能方面 2
1.2.2 气动噪声方面 2
1.2.3 结构安全方面 3
1.3 迫切需要解决的关键科技问题及翼形凹变的应用前景 4
1.3.1 迫切需要解决的关键科技问题 4
1.3.2 应用前景 4
参考文献 5
第2章 基础理论 7
2.1 空气动力学理论 7
2.1.1 基本概念 7
2.1.2 贝兹理论 9
2.1.3 叶素-动量理论 10
2.1.4 涡理论 12
2.2 气动声学理论 13
2.2.1 基本概念 13
2.2.2 声全息法 17
2.2.3 波束形成法 22
2.3 结构动力学理论 25
2.3.1 基本概念 25
2.3.2 模态叠加法 29
2.3.3 模态截断法 29
2.3.4 邓克利法 30
2.3.5 瑞利法 30
2.3.6 里茨法 31
2.3.7 矩阵迭代法 32
2.3.8 子空间迭代法 33
2.3.9 假设模态法 34
2.3.10 集中质量法 35
2.3.11 模态综合法 35
2.3.12 加权残数法 35
2.3.13 传递矩阵法 36
2.3.14 有限元法 36
第3章 翼型凹变的设计与实现方法 37
3.1 翼型凹变想法提出的理论基础 38
3.2 翼型凹变形式的确定 39
3.2.1 凹变位置初选 40
3.2.2 壁型…线的确定 42
3.3 凹变参数的确定 43
3.3.1 凹变叶片建模 43
3.3.2 计算建模 44
3.3.3 网格划分 45
3.3.4 湍流模型及控制方程 47
3.3.5 计算结果对比和参数确定 48
参考文献 51
第4章 翼型凹变对叶片做功能力的影响及优化方法 52
4.1 凹变结构的参数对叶片做功能力的影响 52
4.1.1 凹槽结构参数列选 52
4.1.2 气动性能测试 52
4.1.3 计算模型的可靠性验证 55
4.1.4 叶片功率测试结果对比分析 57
4.1.5 叶片做功能力模拟结果对比分析 58
4.2 翼型凹变对叶片输出功率影响的作用机理 61
4.2.1 不同翼型凹变几何特征气动性能对比分析 61
4.2.2 试验分析 77
4.2.3 不同风向角下凹变对功率与叶表压力的影响 93
4.2.4 翼型凹变对湍流动能与湍涡耗散的影响特征 103
4.2.5 翼型凹变对流场影响研究结果及验证 116
4.2.6 动态风载下凹变叶片压力分布计算分析 119
4.2.7 动态风载下凹变叶片尾迹涡量场计算分析 126
4.3 优化方法讨论 133
参考文献 134
第5章 翼型凹变对叶片辐射噪声的影响及优化方法 135
5.1 风力机辐射噪声研究现状 136
5.1.1 低频噪声研究现状 136
5.1.2 来流湍流噪声研究现状 137
5.1.3 翼型自噪声研究现状 137
5.2 翼型凹变对风轮气动噪声影响的试验研究 139
5.2.1 实验设备及实验方案 139
5.2.2 风洞背景声测试 143
5.2.3 叶片声特征测试结果对比 144
5.2.4 翼型凹变对叶片气动噪声的影响 158
5.2.5 声学计算方案和计算模型可靠性验证 164
5.2.6 动态风载下翼型凹变对尾迹声场的影响 166
5.3 翼型凹变对叶片辐射噪声影响的作用机理 175
5.3.1 翼型凹变降低风轮低频噪声的原因分析 175
5.3.2 翼型凹变降低风轮高频噪声的原因分析 180
5.3.3 翼型凹变对声源位置影响的原因分析 188
5.4 优化方法讨论 190
参考文献 191
第6章 翼型凹变对叶片结构刚度的影响及优化方法 193
6.1 风力机叶片结构刚度问题研究现状 193
6.2 翼型凹变对叶片结构刚度的影响 197
6.2.1 模态测试与分析 197
6.2.2 结构动态响应测试与分析 200
6.2.3 刚度获取方案 206
6.2.4 翼型凹变对叶片结构刚度的影响 207
6.3 翼型凹变对叶片振频及叶尖位移影响分析 208
6.3.1 翼型凹变对叶片振动频率的影响 208
6.3.2 翼型凹变对叶尖位移的影响 211
6.3.3 关联性分析 214
6.4 翼型凹变对叶片结构刚度影响的作用机理 215
6.5 基于等效刚度法优化的翼型凹变对叶片刚度的影响 223
6.5.1 等效刚度法优化的引入 223
6.5.2 变截面悬臂梁的等效刚度法优化 225
6.5.3 计算案例 228
6.5.4 模拟分析 230
6.5.5 基于优化后等效刚度法计算的凹变叶片前后刚度对比 233
6.6 优化方法讨论 235
参考文献 235
第7章 叶片功-噪-刚度协同优化方法可行性检验 238
7.1 风电叶片功-噪-刚度协同优化方法及技术路线 238
7.1.1 翼型凹变对叶片输出功率的影响方面 238
7.3.2 翼型凹变对叶片辐射声压的影响方面 241
7.1.3 翼型凹变对叶片刚度的影响方面 241
7.3.4 关键技术和解决方案 243
7.2 叶片功-噪-刚度-协同优化方法可行性检验 247
7.2.1 功-噪-刚度协同优化机制构建 247
7.2.2 叶片协同优化方法的可行性检验 247
7.3 功-噪-刚度协同优化机制解析 252
7.3.1 流场控制机制：延迟分离与降低湍流度 252
7.3.2 声场抑制机制：削弱尾缘脉动压力 253
7.3.3 结构增强机制：刚度提升与阻尼优化 253
7.4 结论 254
附录(专业术语) 255
附录1 255
附录2 256
附录3 257
附录4 258
附录5 259
附录6 260