风力机设计理论与结构动力学

第1章 风资源与风湍流

1.1 风的形成

1.2 平均风速特性

1.3 脉动风速的特性

1.4 湍流模型及湍流理论

参考文献

第2章 风力机翼型族设计与风洞实验

2.1 翼型空气动力学的基础知识

2.2 风力机翼型的特点与国外风力机翼型

2.3 风力机翼型气动特性计算与设计方法

2.4 NPU-wA风力机翼型族设计

2.5 NPU-WA风力机翼型风洞实验

2.6 NPU-wA风力机翼型族的气动特性

2.7 总结与展望

参考文献

第3章 风力机叶轮气动设计

3.1 基于经典动量一叶素理论的叶轮气动设计

3.2 风力机设计参数的选择及实际设计中要考虑的因素

3.3 风力机定常流动载荷分析

3.4 风轮气动设计实例

参考文献

第4章 风力机气动载荷计算

4.1 风力机坐标系统

4.2 动态失速对风力机气动载荷的影响

4.3 偏航状态下的动量-叶素理论

4.4 基于动态入流的动量-叶素理论

4.5 载荷计算程序及分析结果

参考文献

第5章 风力机模态分析

5.1 叶片建模及模态分析

5.2 塔架建模及模态分析

5.3 风力机整机模态分析

参考文献

第6章 变桨变速风力机系统建模及仿真

6.1 叶轮

6.2 传动链及发电机

6.3 塔架

6.4 控制系统

6.5 仿真系统的实现

6.6 风力机系统状态空间描述及模型线性化

参考文献

第7章 风力机控制策略及其稳定性

7.1 变桨控制的增益调节

7.2 变速和变桨控制的联动及过渡区的控制

7.3 控制策略对风力机结构动力学的影响

参考文献

第8章 风电机组的运行与维护

8.1 风电机组叶轮不平衡

8.2 风电机组传动链不对中问题

8.3 风电机组轴承的故障诊断

8.4 风电场监控与数据采集系统

参考文献

附录

附表1 深沟球系列轴承的故障特征倍频

附表2 角接触球系列轴承的故障特征倍频

附表3 圆柱滚子系列轴承的故障特征倍频

      廖明夫等编著的《风力机设计理论与结构动力学》深入地介绍了风湍流理论和湍流模型，系统地论述了翼型理论、设计和实验方法。本书引入动态人流理论，分析了非稳态流动条件下风力机的载荷；建立了风力机整机动力学模型，介绍了模态分析方法和系统仿真方法，并结合风力机结构动力学，分析了控制策略的稳定性；介绍了风电场SCADA系统，阐述了叶轮动平衡理论以及风力机不对中产生的机理．并给出了实例。
《风力机设计理论与结构动力学》包含了笔者在风电领域研究和研发多年的成果和经验。特别是风力机的翼型设计、气动和结构设计、载荷计算、稳定性分析、风电场监测、现场动平衡等方面的内容，可直接作为风电工程师的设计指南。另外，本书中包含大量的图、表和数据，与正文文字相得益彰，有助于读者理解掌握。
《风力机设计理论与结构动力学》可用作风电机组设计师的指导书、风电专业的教科书，也宜作为参考书，供风电技术人员使用。

    廖明夫等编著的《风力机设计理论与结构动力学》深入地介绍了风特性、湍流理论和湍流模型，为非稳态流动条件下风力机载荷分析奠定基础。湍流是风的特性之一，也是在风力机上产生动载荷的主要来源。我国地域辽阔，风况多变，风湍流的形式可能会不同。因此，不同地域运行的风电机组所受的动态载荷可能差别较大。设计风力机时，应运用对应的湍流模型，预估载荷。若干学者正在研究风湍流，拟针对我国典型风况，建立相应的湍流模型。国际标准IEC
61400-1：Design
Requirements-2005推荐使用Mann模型。Mann模型涉及的理论非常复杂，一般的设计人员难于理解，应用时也难于人手。为此，本书对Mann模型进行了深入的分析，详细研究了Mann模型的推导过程和求解步骤，以支持对Mann模型的理解和运用，有助于改进湍流模型。