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風力機氣動雜訊

作者：朱衛軍//沈文忠|責編:徐楊峰
出版社：科學
ISBN：9787030726773

出版日期：2022/11/01
裝幀：平裝
頁數：301

人民幣：RMB 150 元售價：元

內容大鋼

風力機氣動雜訊的研究領域包含了空氣動力學、氣動聲學和大氣聲傳播，研究對象包含了翼型、風力機和風電場。本書圍繞上述關鍵基礎知識、原理概念和工程應用逐一展開。本書共分十一章：第一至八章涵蓋了理論部分，包含聲學基礎、聲學方程和流體方程的推導及離散、風力機氣動和雜訊的計算方法；第九至十一章為實踐應用部分，依次介紹了基本算例、翼型、風力機和風電場尺度的模擬算例。
本書主要供對氣動雜訊和風能科學相關領域研究有興趣的研究生、高年級本科生使用，也可以作為工程技術人員的參考用書。

作者介紹

朱衛軍//沈文忠|責編:徐楊峰

前言
上篇  基礎理論
  第一章  緒論
    1.1  研究背景
    1.2  風力機氣動雜訊研究現狀
      1.2.1  氣動雜訊的高精度數值模擬研究
      1.2.2  氣動雜訊的工程模擬研究
    1.3  風電場低雜訊布局研究現狀
  第二章  聲學基礎
    2.1  引言
    2.2  聲場中的變數
    2.3  基礎定義
      2.3.1  聲壓
      2.3.2  聲壓級
      2.3.3  聲強和聲功率
      2.3.4  倍頻程
  第三章  計算氣動聲學高階差分格式
    3.1  引言
    3.2  空間離散格式
      3.2.1  高階顯式差分格式及優化
      3.2.2  高階緊致差分格式及優化
      3.2.3  非均勻網格
    3.3  時間離散
    3.4  數值過濾和人工耗散
      3.4.1  顯式過濾
      3.4.2  隱式過濾
      3.4.3  人工阻尼區域
    3.5  聲學邊界條件
      3.5.1  固體壁面邊界條件
      3.5.2  聲學遠場邊界條件
  第四章  流動控制方程
    4.1  引言
    4.2  流動基本控制方程
      4.2.1  流動與變形的基本概念
      4.2.2  連續方程的微分形式——質量守恆定律
      4.2.3  動量方程的微分形式——牛頓第二定律
      4.2.4  歐拉方程——無黏微分方程
      4.2.5  納維斯托克斯方程——黏性微分方程
      4.2.6  能量方程微分形式——熱力學第一定律
  第五章  氣動聲學控制方程
    5.1  引言
    5.2  湍流模型在CAA中的應用
    5.3  Lighthill方程
    5.4  Ffowcs Williams-Hawkings方程
    5.5  Farassat方程
    5.6  聲擾動方程
  第六章  風力機氣動力與流場的計算方法
    6.1  引言
    6.2  風力機葉素動量理論
      6.2.1  理想狀態下的動量守恆關係

      6.2.2  尾流的旋轉與切向誘導因子
      6.2.3  葉素動量BEM基礎理論
      6.2.4  葉尖損失
      6.2.5  高軸向誘導因子修正
    6.3  葉片相對坐標系與非穩態氣動模型
      6.3.1  關於非穩態氣動模型的介紹
      6.3.2  慣性坐標系與葉片坐標系的變換
      6.3.3  葉片坐標系中的相對來流速度
      6.3.4  誘導速度
      6.3.5  塔影與風切的影響
      6.3.6  關於風力機氣動建模的小結
    6.4  風力機尾流工程演算法
    6.5  風力機尾流AL/AD數值方法
  第七章  風力機氣動聲源解析與工程模擬方法
    7.1  引言
    7.2  湍流入流雜訊
      7.2.1  湍流強度與特徵尺度
      7.2.2  湍流入流雜訊
    7.3  翼型尾緣湍流邊界層雜訊
    7.4  翼型尾緣層流邊界層渦脫雜訊
    7.5  葉尖渦雜訊
    7.6  鈍尾緣渦脫落雜訊
    7.7  聲指向
    7.8  邊界層厚度
    7.9  其他模擬方法
      7.9.1  Amiet模型
      7.9.2  壁面壓力譜（WPS）的統一模型
      7.9.3  改進的TNO模型
  第八章  風電場大氣聲傳播計算方法
    8.1  引言
    8.2  風力機大氣聲傳播的要素
      8.2.1  問題概述
      8.2.2  直線聲傳播與地面聲反射
      8.2.3  地面聲阻抗與反射係數
      8.2.4  大氣中的聲波折射
      8.2.5  等效聲速
      8.2.6  聲波在湍流中的傳播效應
    8.3  拋物方程建模方法
      8.3.1  建模目標
      8.3.2  基礎方程
      8.3.3  窄角拋物方程
      8.3.4  寬角拋物方程
      8.3.5  拋物方程的離散化求解
      8.3.6  廣義地形下的方程變換
      8.3.7  流場因素
下篇  實踐應用
  第九章  基本算例
    9.1  引言
    9.2  一維波動方程
    9.3  二維聲傳播計算

    9.4  雙旋渦雜訊計算
    9.5  圓柱繞流雜訊計算
  第十章  翼型及風力機氣動雜訊
    10.1  引言
    10.2  基於CAA方法的翼型氣動雜訊模擬
      10.2.1  翼型低雷諾數氣動雜訊
      10.2.2  翼型湍流氣動雜訊
      10.2.3  鋸齒尾翼雜訊數值計算
      10.2.4  多孔介質降噪設計鋸齒尾翼雜訊數值計算
    10.3  基於其他方法的翼型氣動雜訊模擬
      10.3.1  BPM半經驗工程方法
      10.3.2  WPS壁面壓力譜方法
      10.3.3  低雜訊翼型設計
    10.4  風力機氣動雜訊預測
      10.4.1  基於CFD/CAA的葉片雜訊模擬
      10.4.2  基於工程方法的雜訊模擬與實驗驗證
  第十一章  風電場氣動雜訊傳播計算
    11.1  引言
    11.2  基礎算例
      11.2.1  平面聲傳播——理想狀況
      11.2.2  平面聲傳播——考慮溫差梯度
      11.2.3  平面聲傳播——考慮風速
      11.2.4  繞單個山丘聲傳播
      11.2.5  簡化的複雜地形聲傳播
    11.3  風力機的聲傳播
      11.3.1  單台和多台串列風力機的聲傳播
      11.3.2  大氣穩定性、尾流以及風切的綜合效應
    11.4  平坦地形風電場雜訊預測
      11.4.1  算例1：風電場環境雜訊評估
      11.4.2  算例2：風電場低雜訊優化布局
    11.5  複雜地形風電場雜訊傳播
      11.5.1  算例1：山地風電場雜訊雲圖模擬
      11.5.2  算例2：山地風電場雜訊雲圖模擬
參考文獻
附錄A  各國風電雜訊限值標準
附錄B  高階差分係數

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