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风力机气动噪声的研究领域包含了空气动力学、气动声学和大气声传播，研究对象包含了翼型、风力机和风电场。《风力机气动噪声》围绕上述关键基础知识、原理概念和工程应用逐一展开。《风力机气动噪声》共分十一章：第一至八章涵盖了理论部分，包含声学基础、声学方程和流体方程的推导及离散、风力机气动和噪声的计算方法；第九至十一章为实践应用部分，依次介绍了基本算例、翼型、风力机和风电场尺度的仿真算例。
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目录前言上篇基础理论第一章绪论0031.1研究背景0031.2风力机气动噪声研究现状0061.2.1气动噪声的高精度数值模拟研究0061.2.2气动噪声的工程模拟研究0071.3风电场低噪声布局研究现状008第二章声学基础0122.1引言0122.2声场中的变量0122.3基础定义0132.3.1声压0132.3.2声压级0142.3.3声强和声功率0142.3.4倍频程016第三章计算气动声学高阶差分格式0203.1引言0203.2空间离散格式0213.2.1高阶显式差分格式及优化0213.2.2高阶紧致差分格式及优化0263.2.3非均匀网格0303.3时间离散0323.4数值过滤和人工耗散0373.4.1显式过滤0373.4.2隐式过滤0393.4.3人工阻尼区域0393.5声学边界条件0403.5.1固体壁面边界条件0403.5.2声学远场边界条件042第四章流动控制方程0474.1引言0474.2流动基本控制方程0474.2.1流动与变形的基本概念0474.2.2连续方程的微分形式——质量守恒定律0524.2.3动量方程的微分形式——牛顿第二定律0544.2.4欧拉方程——无黏微分方程0564.2.5纳维斯托克斯方程——黏性微分方程0564.2.6能量方程微分形式——热力学第一定律059第五章气动声学控制方程0605.1引言0605.2湍流模型在CAA中的应用0605.3Lighthill方程0625.4FfowcsWilliams-Hawkings方程0645.5Farassat方程0665.6声扰动方程069第六章风力机气动力与流场的计算方法0746.1引言0746.2风力机叶素动量理论0746.2.1理想状态下的动量守恒关系0746.2.2尾流的旋转与切向诱导因子0776.2.3叶素动量BEM基础理论0816.2.4叶尖损失0846.2.5高轴向诱导因子修正0886.3叶片相对坐标系与非稳态气动模型0906.3.1关于非稳态气动模型的介绍0906.3.2惯性坐标系与叶片坐标系的变换0906.3.3叶片坐标系中的相对来流速度0946.3.4诱导速度0956.3.5塔影与风切的影响0986.3.6关于风力机气动建模的小结0996.4风力机尾流工程算法0996.5风力机尾流AL/AD数值方法101第七章风力机气动声源解析与工程模拟方法1057.1引言1057.2湍流入流噪声1067.2.1湍流强度与特征尺度1067.2.2湍流入流噪声1097.3翼型尾缘湍流边界层噪声1097.4翼型尾缘层流边界层涡脱噪声1137.5叶尖涡噪声1147.6钝尾缘涡脱落噪声1157.7声指向1197.8边界层厚度1197.9其他模拟方法1217.9.1Amiet模型1217.9.2壁面压力谱(WPS)的统一模型1227.9.3改进的TNO模型125第八章风电场大气声传播计算方法1268.1引言1268.2风力机大气声传播的要素1278.2.1问题概述1278.2.2直线声传播与地面声反射1288.2.3地面声阻抗与反射系数1298.2.4大气中的声波折射1318.2.5等效声速1368.2.6声波在湍流中的传播效应1378.3抛物方程建模方法1388.3.1建模目标1388.3.2基础方程1388.3.3窄角抛物方程1408.3.4宽角抛物方程1418.3.5抛物方程的离散化求解1418.3.6广义地形下的方程变换1448.3.7流场因素145下篇实践应用第九章基本算例1499.1引言1499.2一维波动方程1499.3二维声传播计算1519.4双旋涡噪声计算1559.5圆柱绕流噪声计算157第十章翼型及风力机气动噪声16610.1引言16610.2基于CAA方法的翼型气动噪声模拟16610.2.1翼型低雷诺数气动噪声16610.2.2翼型湍流气动噪声17010.2.3锯齿尾翼噪声数值计算17310.2.4多孔介质降噪设计锯齿尾翼噪声数值计算18510.3基于其他方法的翼型气动噪声模拟19910.3.1BPM半经验工程方法19910.3.2WPS壁面压力谱方法21010.3.3低噪声翼型设计21310.4风力机气动噪声预测21910.4.1基于CFD/CAA的叶片噪声仿真21910.4.2基于工程方法的噪声仿真与实验验证222第十一章风电场气动噪声传播计算23411.1引言23411.2基础算例23411.2.1平面声传播——理想状况23411.2.2平面声传播——考虑温差梯度23511.2.3平面声传播——考虑风速23711.2.4绕单个山丘声传播23811.2.5简化的复杂地形声传播23811.3风力机的声传播24011.3.1单台和多台串列风力机的声传播24011.3.2大气稳定性、尾流以及风切的综合效应24711.4平坦地形风电场噪声预测25111.4.1算例1：风电场环境噪声评估25111.4.2算例2：风电场低噪声优化布局25411.5复杂地形风电场噪声传播26311.5.1算例1：山地风电场噪声云图仿真26311.5.2算例2：山地风电场噪声云图仿真271参考文献285附录A各国风电噪声限值标准297附录B高阶差分系数298
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