Wind Turbine Aerodynamics and Vorticity-Based Methods - 9783319855837

Książka wprowadza podstawy mechaniki płynów, teorie pędu, teorie wirów i metody wirowe niezbędne do badań aerodynamiki wirników, a w szczególności aerodynamiki turbin wiatrowych. Teorie wirników są przedstawione bardzo szczegółowo na początku książki. Teorie te obejmują: teorię elementu ostrza, teorię Kutty-Joukowskiego, teorię pędu oraz metodę pędu elementu ostrza. Część książki poświęcona jest opisowi i implementacji metod wirowych. Pozostała część książki skupia się na badaniu aerodynamiki turbin wiatrowych za pomocą analiz teorii wirów lub metod wirowych. Przykładami zastosowań teorii wirów są: optymalna konstrukcja wirnika, korekcja strat końcówki, modele odchylenia i modele dynamicznego dopływu. Przedstawiono historyczne wyprowadzenia i najnowsze rozszerzenia modeli. Cylindryczny model wiru jest kolejnym przykładem prostego analitycznego modelu wiru zaprezentowanego w tej książce. Model ten prowadzi do opracowania różnych modeli BEM i jest również wykorzystywany do zapewnienia analitycznego pola prędkości przed turbiną lub farmą wiatrową w warunkach wyrównanych lub odchylonych. Przedstawiono różne zastosowania numerycznych metod wirowych. Metody numeryczne wykorzystuje się na przykład do badania wpływu turbiny wiatrowej na nadchodzące turbulencje. Po raz pierwszy zbadano napływy ścinane i symulacje aeroelastyczne przy użyciu metod wirowych. Wiele przepływów analitycznych wyprowadzono szczegółowo: pierścienie wirowe, cylindry wirowe, wir Hilla, bąble wirowe itp. Są one wykorzystywane w całej książce do opracowywania prostych modeli wirników lub do sprawdzania implementacji metod numerycznych. Dostępnych jest kilka programów Matlab ułatwiających niektóre z najbardziej złożonych implementacji.