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空气动力学
第1次开课
开课时间: 2022年02月20日 ~ 2022年06月28日
学时安排: 4小时每周
当前开课已结束 已有 63 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=本课程为新能源科学与工程专业必修的一门专业基础课程之一,是该专业学生学习和掌握风力机空气动力学基本知识的入门课程。根据新能源科学与工程专业人才对风力机的分析与研究能力的要求以及发展趋势,教学内容包含流体力学基本概念、流体动力学基础、相似原理和量纲分析、黏性流体的一维流动、理想三元流场理论、黏性空气的三元流动、风动力学及叶素理论、风力机参数及性能曲线、风力机及风场的相互影响等9大部分,并按照:流体动力学基础、三元流场的特性、风动力学及叶素理论特性和应用体系组织教学。
本课程为新能源科学与工程专业必修的一门专业基础课程之一,是该专业学生学习和掌握风力机空气动力学基本知识的入门课程。根据新能源科学与工程专业人才对风力机的分析与研究能力的要求以及发展趋势,教学内容包含流体力学基本概念、流体动力学基础、相似原理和量纲分析、黏性流体的一维流动、理想三元流场理论、黏性空气的三元流动、风动力学及叶素理论、风力机参数及性能曲线、风力机及风场的相互影响等9大部分,并按照:流体动力学基础、三元流场的特性、风动力学及叶素理论特性和应用体系组织教学。
—— 课程团队
课程概述

1、流体力学基本概念(4学时/课内)

流体的特征;作用在流体上的力;流体的性质。

2、流体动力学基础(6学时/课内)

介绍流体的连续性方程、伯努利方程。

3、相似原理和量纲分析(4学时/课内)

各相似准则数,量纲分析的瑞利法。

4、黏性流体的一维流动(6学时/课内)

黏性流体的两种流动状态的划分依据及判断方法,沿程损失的计算。

5、理想三元流场理论(6学时/课内)

有旋流动和无旋流动,速度势函数和流函数的定义及性质,以及二者之间的关系。

6、风动力学及叶素理论(6学时/课内)

升力和阻力形成原因;了解翼型气动特性。

7、风力机参数及性能曲线(4学时/课内)

各种风力机的特点;最大风能利用系数。

8、风力机及风场的相互影响(4学时/课内)

风的形成原因;风的分类;了解风速变换对风力机的影响。


成绩 要求

平时      20%

期末考试  80%


课程大纲
流体力学基本概念
了解流体的定义及特征。
了解流体的连续性介质模型的含义及意义。
理解流体的压缩性、膨胀性、黏性等流体性质。
掌握流体黏性力的计算方法。
流体动力学基础
理解流体运动的描述方法。
了解控制体、迹线、流管、流束等流体概念的定义及表达式。
了解控制体、系统的概念及其区别和联系;理解输运方程的物理意义及其应用。
理解并掌握连续性方程的应用,及伯努利方程的应用。
了解贝茨理论的推导前提和推导过程。
相似原理和量纲分析
理解流动的几何相似、运动相似、动力相似的含义及关系。
了解重力相似准则、黏性力相似准则、压力相似准则、弹力相似准则等各相似准则数。
掌握量纲的一致性原则,熟悉量纲分析的基本方法。
黏性流体的一维流动
掌握伯努利方程的得出过程、应用、物理和几何含义分析方法。
了解理想流体伯努利方程与黏性流体总流的伯努利方程的能量差异。
掌握黏性流体管内流动的两种能量损失分类依据及产生原因。
掌握两种损失的计算公式。
理解并掌握黏性流体的两种流动状态的划分依据及判断方法。
了解不同雷诺数范围的损失计算方法。
了解局部损失产生机理及特殊管件损失的计算方法。
黏性流体的两种流动状态的划分依据及判断方法,两种损失的计算公式。
理想三元流场理论
掌握流体微团的平移运动、旋转运动和变形运动。
掌握有旋和无旋流动。
了解涡线、涡管、涡束和涡流强度等概念;了解速度环量、斯托克斯定理;
了解汤姆逊定理、亥母霍兹涡流定理。
了解二维流场的速度分布规律及压强分布规律。
掌握速度势和流函数的定义及性质;掌握速度势和流函数的关系。
了解均匀直线流;了解点源、点汇及点涡流动。
风动力学及叶素理论
了解实体翼型参数的定义、名称、表示符号及方位。
了解实际流体绕过翼型时,不同攻角的不同流线图及边界层分离现象和其形成的强烈旋转的尾迹。
理解启动涡与附着涡的起因;理解翼型升力的形成原因。
了解作用在运动桨叶上的气动力的来源、力的合成及各种分解方法;掌握升力系数及阻力系数的定义及公式。
了解叶素特性、轴功率及风轮效率。
风力机参数及性能曲线
了解风机的几种分类方法;掌握各种风力机的特点。
了解水平轴风机和垂直轴风机的优缺点。
掌握风能利用系数各项的含义;理解叶片尖速比的定义和意义;
理解风力机转矩与功率的特性曲线。
黏性空气的三元流场
了解影响风场的各种因素;掌握海陆风和山谷风;掌握风速的指数和对数模型。
了解风力机尾流的形成与特性;了解风力机尾流对风电场风力机配置的影响;
一般风电场中风力机的配置原则。
风力机的各种工作状态;了解风速变化对风力机功率曲线的影响。
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盐城工学院
1 位授课老师
段小汇

段小汇

讲师

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