《理想風(fēng)力機(jī)理論與葉片函數(shù)化設(shè)計》主要探討能產(chǎn)生最大功率的理想風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能，并以此為基礎(chǔ)研究實際風(fēng)力機(jī)葉片函數(shù)化設(shè)計方法。首先，提出理想風(fēng)力機(jī)的概念，建立理想葉片的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)其功率、轉(zhuǎn)矩、升力和推力性能表達(dá)式；其次，考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和加工工藝等實際環(huán)境的特殊要求，對理想葉片進(jìn)行實用化改造，以建立實際葉片的函數(shù)表達(dá)式，并用解析法計算其性能，提出實際葉片函數(shù)化設(shè)計方法，實現(xiàn)通過生成葉片函數(shù)圖像的方式設(shè)計葉片模型。《理想風(fēng)力機(jī)理論與葉片函數(shù)化設(shè)計》建立一個關(guān)于葉片函數(shù)化設(shè)計的獨立完整的技術(shù)體系的基礎(chǔ)框架，以解析法作為主要研究方法，以理想葉片的結(jié)構(gòu)和性能作為理論基礎(chǔ)，以實際葉片的設(shè)計和性能計算作為重點研究內(nèi)容。
前目
第1章概述1
1.1研究內(nèi)容1
1.2研究目標(biāo)3
研究現(xiàn)狀3
1-4研究意義6
1.5研究方法7
第2章理論基礎(chǔ)與基本關(guān)系式12
2.1設(shè)計工況葉素受力分析12
2.2各參數(shù)之間的基本關(guān)系13
2.3葉素氣動性能微分公式14
2.4風(fēng)力機(jī)氣動性能積分公式16
2.5本章小結(jié)17
第3章理想風(fēng)力機(jī)的葉片結(jié)構(gòu)18
3.1理想葉片的含義18
3.2最佳攻角的計算18
3.3理想扭角的計算20
3.4理想弦長的計算21
3.5關(guān)于理想翼型22
3.6理想葉片的形態(tài)23
3.7本章小結(jié)24
第4章理想風(fēng)力機(jī)的最高性能25
4.1功率性能及其限25
4.2轉(zhuǎn)矩性能及其極27
4.3升力性能及其極29
4.4推力性能及其極30
4.5本章小結(jié)30
第5章理想風(fēng)力機(jī)的—般性能32
5.1功率一般性能32
5.2轉(zhuǎn)矩一般性能36
5.3升力一性能38
5.4推力一般性能40
5.5本章小結(jié)40
第6章平板翼型風(fēng)力機(jī)及其性能41
6.1平板翼型及性能估算41
6.1.1小攻角繞流升力簡介41
6.1.2大攻角繞流公式探討42
6.1.3小攻角繞流阻力系數(shù)48
6.1.4升力和阻力的函數(shù)關(guān)系48
6.1.5升力和阻力的變化規(guī)律50
6.1.6平板翼型升阻比50
6.2平板翼型理想葉片的結(jié)構(gòu)51
6.2.1最佳攻角51
6.2.2理想扭角52
6.2.3理想弦長52
6.3平板翼型風(fēng)力機(jī)的性能53
6.3.1功率性能54
6.3.2轉(zhuǎn)矩性能56
6.3.3升力性能57
6.3.4推力性能58
6.3.5啟動性能58
6.4本章小結(jié)60
第7章函數(shù)翼型及其主要性能61
7.1翼型型線的函數(shù)構(gòu)造法61
7.1.1茹科夫斯基翼型表達(dá)式的簡化61
7.1.2般翼型型線的函數(shù)構(gòu)造法63
7.1.3復(fù)雜翼型型線的函數(shù)構(gòu)造法64
7.1.4光滑后緣翼型型線的函數(shù)構(gòu)造法65
7.1.5風(fēng)力機(jī)葉片翼型的函數(shù)表達(dá)67
7.1.6翼型參數(shù)表達(dá)式及翼型環(huán)視圖69
7.2函數(shù)翼型主要性能計算73
7.2.1函數(shù)翼型速度分布73
7.2.2函數(shù)翼型壓力分布75
7.2.3函數(shù)翼型升力系數(shù)計算77
7.3函數(shù)翼型及繞流計算的應(yīng)用問題80
7.3.1翼型表達(dá)式的擴(kuò)展問題80
7.3.2翼型解析計算的主要用途82
7.3.3翼型表達(dá)式的局限性83
7.4本章小結(jié)83
第8章對理想葉片的簡化分析85
8.1葉片弦長和扭角的簡化85
8.1.1簡化目的和原則85
8.1.2阻力系數(shù)對弦長的影響87
8.1.3弦長曲線的簡化方法87
8.1.4葉片升力和阻力分布90
8.1.5葉片攻角和扭角分布91
8.1.6簡化葉片的外形示例93
8.2簡化葉片風(fēng)力機(jī)的性能94
8.2.1功率性能94
8.2.2轉(zhuǎn)矩性能96
8.2.3升力性能97
8.2.4推力性能99
8.2.5啟動性能100
8.3簡化方式對性能的影響分析101
8.3.1葉片弦長的簡化方式101
8.3.2簡化方式對性能的影響102
8.4本章小結(jié)102
第9章實用風(fēng)力機(jī)的最高性能104
9.1葉尖損失對結(jié)構(gòu)的影響104
9.1.1基本關(guān)系式104
9.1.2弦長曲線修正106
9.1.3扭角曲線修正107
9.2實用風(fēng)力機(jī)最高性能計算108
9.2.1功率性能計算108
9.2.2轉(zhuǎn)矩性能計算111
9.2.3升力性能計算114
9.2.4推力性能計算117
9.3本章小結(jié)118
第10章實用葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計119
10.1確定翼型和最佳攻角119
10.2確定設(shè)計尖速比119
10.3直線弦長設(shè)計121
10.4扭角修正與處理122
10.5實用葉片外形設(shè)計123
10.6本章小結(jié)125
第11章實用風(fēng)力機(jī)性能計算126
功率性能計算126
11.2轉(zhuǎn)矩性能計算128
11.3升力性能計算130
11.4推力性能計算131
11.5本章小結(jié)132
第12章葉片函數(shù)化設(shè)計法133
12.1風(fēng)力機(jī)葉片的數(shù)學(xué)模型133
12.1.1翼型函數(shù)的坐標(biāo)變換133
12.1.2扭角的旋轉(zhuǎn)變換134
12.1.3建立葉片數(shù)學(xué)模型135
12.1.4生成葉片圖像示例136
12.2翼型之間的圓滑過渡138
12.2.1正弦曲線光順法138
12.2.2圓柱與翼型的過渡139
12.3函數(shù)化設(shè)計步驟與示例141
12.3.1葉片函數(shù)化設(shè)計步驟141
12.3.2葉片函數(shù)化設(shè)計示例143
12.3.3用軟件生成葉片圖像152
12.3.4用軟件求解風(fēng)力機(jī)性能156
12.4本章小結(jié)158
參考文獻(xiàn)159
附錄—專用術(shù)語解釋163
附錄二主要符號的含義164
附錄三常用關(guān)系式索引165
第1章概述
1.1研究內(nèi)容
本書的研究內(nèi)容可劃分為兩大部分：理想風(fēng)力機(jī)理論與葉片函數(shù)化設(shè)計方法，后者是對前者的應(yīng)用。
理想風(fēng)力機(jī)理論主要研究能產(chǎn)生最大功率的理想葉片的結(jié)構(gòu)和性能，包括理想葉片的數(shù)學(xué)模型、函數(shù)圖像，以及功率、轉(zhuǎn)矩、升力和推力一般性能與最高性能的求解。
函數(shù)化設(shè)計方法探討如何對理想葉片進(jìn)行實用化改造，原則是在滿足便于制造和具有足夠強(qiáng)度等實際環(huán)境要求的前提下，最大限度地減小性能損失，重點研究實際葉片的數(shù)學(xué)模型(主要研究翼型、弦長和扭角三個子函數(shù)的實用化改造)、性能計算和函數(shù)化設(shè)計方法。
上述兩部分研究內(nèi)容共同構(gòu)成了一個獨立完整的技術(shù)理論體系，主要研究對象及其結(jié)構(gòu)特征、流體環(huán)境和性能計算體系與章節(jié)布局情況如表1.1所示。
表1.1主要研究對象及其結(jié)構(gòu)特征、流體環(huán)境和性能計算體系與章節(jié)布局研究對象流體環(huán)境結(jié)構(gòu)特征性能計算理想葉片(第3章)理想流體理想弦長、理想扭角理想風(fēng)力機(jī)(第4、5章)理想流體實際流體由無限多個理想葉片組成最高性能計算(第4章)一般性能計算(第5章)平板翼型(第6章)理想流體實際流體翼型厚度和彎度均為0升力和阻力系數(shù)計算平板翼型風(fēng)力機(jī)性能計算函數(shù)翼型(第7章)實際流體由解析函數(shù)生成翼型型線壓力、升力系數(shù)計算實用葉片(第8、10、12章)實際流體弦長、扭角簡化分析(第8章)實際流體實用葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(第10章)實際流體數(shù)學(xué)模型及外形設(shè)計(第12章)實用風(fēng)力機(jī)(第9、11章)理想流體實際流體由有限個實用葉片組成最高性能計算(第9章)一般性能計算(第11章)為簡化表達(dá)方式，將翼型和葉片的數(shù)學(xué)模型分別簡稱為翼型函數(shù)和葉片函數(shù)，這些函數(shù)所表達(dá)的翼型和葉片則分別簡稱為函數(shù)翼型和函數(shù)葉片。現(xiàn)對重點研究內(nèi)容進(jìn)一步說明。
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