风能作为一种绿色、清洁的可再生能源，极具竞争优势，是未来社会能源供给的重要来源和能源发展的趋势。随着风电技术的发展，风力机迈入大型化和小型化多用途发展的时代。风力机是一个涉及多学科的复杂系统，其中气动工程技术是风电技术的重要基础。本书系统地介绍风力机气动工程相关的空气动力学基础知识、理论和计算方法，并结合案例阐述风力机气动设计与分析的主要内容，包括叶片气动外形设计与优化、翼型设计、风力机流场分析、气动载荷计算、随机气动分析与不确定气动优化设计，以及风电功率预测等。 本书可作为高等学校风能与风电技术、能源与动力工程、流体机械、可再生能源等相关专业本科与研究生的教材或参考用书，也可作为从事风电领域相关工作的工程技术人员的参考书。

第1章 　绪论
1.1 　风能与风力发电基本原理
1.1.1 　风能
1.1.2 　风力发电基本原理
1.2 　风资源
1.3 　风力发电机基本结构
1.3.1 　叶片
1.3.2 　机舱内部结构及塔架
1.4 　风力机类型
1.5 　风力机气动工程概述
第2章 　风力机空气动力学基础
2.1 　气体物理特性及相关参数
2.2 　风力机基本术语
2.2.1 　翼型几何参数
2.2.2 　常用风力机翼型
2.2.3 　翼型气动特性参数
2.2.4 　风力机几何参数
2.2.5 　风力机性能参数
2.3 　流管致动盘理论与贝兹极限
2.4 　叶素-动量理论
2.4.1 　动量理论
2.4.2 　叶素理论
2.4.3 　叶素-动量理论推导
2.4.4 　考虑尾涡旋转的叶素-动量理论
2.4.5 　诱导因子修正
2.4.6 　叶尖轮毂损失修正
2.4.7 　气动因子扩展
2.4.8 　考虑三维旋转效应的失速修正
2.4.9 　动态失速模型
2.4.10 　非定常叶素-动量理论
2.5 　涡流理论与涡尾迹方法
2.5.1 　涡线
2.5.2 　涡面
2.5.3 　非线性致动盘理论
2.5.4 　预定涡尾迹方法
2.5.5 　自由涡尾迹方法
2.6 　本章小结
第3章 　风力机叶片气动设计
3.1 　风力机设计基本参数
3.2 　基于叶素-动量理论的气动设计方法
3.2.1 　确定叶片几何形状
3.2.2 　风轮性能计算
3.3 　Glauert和Wilson气动设计方法
3.3.1 　Glauert设计方法
3.3.2 　Wilson设计方法
3.3.3 　MATLAB求解诱导因子
3.4 　基于优化算法的叶片设计方法
3.4.1 　叶片几何参数化方法
3.4.2 　优化数学模型
3.4.3 　优化求解流程
3.4.4 　考虑启动性能的风力机优化设计
3.5 　本章小结
第4章 　风力机气动载荷计算
4.1 　风力机载荷类型、来源及工况
4.1.1 　载荷类型
4.1.2 　载荷来源
4.1.3 　载荷工况
4.2 　载荷计算要求与方法
4.2.1 　载荷计算要求
4.2.2 　载荷计算坐标系
4.2.3 　载荷计算方法
4.3 　基于GH Bladed的载荷计算
4.3.1 　GH Bladed简介
4.3.2 　GH Bladed风模型
4.3.3 　GH Bladed基本计算流程
4.3.4 　载荷计算案例
4.4 　基于Fast的气动弹性计算方法
4.4.1 　FAST简介
4.4.2 　FAST输入的风模型
4.4.3 　FAST基本计算流程
4.4.4 　载荷计算案例
4.5 　本章小结
第5章 　风力机流场分析
5.1 　计算流体力学方法
5.1.1 　预处理
5.1.2 　求解数值方程
5.1.3 　后处理
5.1.4 　湍流模型
5.1.5 　致动线方法
5.1.6 　风力机流场分析关键问题
5.2 　低雷诺数翼型数值模拟
5.2.1 　湍流模型与网格划分
5.2.2 　数值计算模型验证
5.2.3 　雷诺数对翼型升阻特性的影响
5.2.4 　翼型边界层分离泡的影响
5.2.5 　翼型转捩位置预测
5.3 　风力机风轮三维流场与性能分析
5.3.1 　风力机风轮参数与叶片模型
5.3.2 　网格与湍流模型
5.3.3 　不同截面压力分布
5.3.4 　不同风速下截面流线分布
5.3.5 　风轮转矩
5.4 　本章小结
第6章 　风力机翼型优化设计
6.1 　翼型几何参数化方法
6.1.1 　控制点法
6.1.2 　复合映射法
6.1.3 　型函数扰动法
6.2 　优化算法
6.2.1 　遗传算法
6.2.2 　多目标遗传算法
6.3 　翼型优化设计模型与流程
6.3.1 　优化数学模型
6.3.2 　优化流程
6.4 　翼型优化设计案例
6.4.1 　翼型单目标优化
6.4.2 　翼型多目标优化
6.5 　本章小结
第7章 　风力机翼型随机气动响应分析
7.1 　气动响应分析方法
7.1.1 　拉丁超立方抽样
7.1.2 　代理模型
7.1.3 　非嵌入式概率配置点法
7.1.4 　区间分析法
7.2 　湍流对翼型气动特性的影响及优化
7.2.1 　基于NIPRC-CFD的研究方法及验证
7.2.2 　不确定湍流对翼型气动性能的影响
7.2.3 　不确定湍流下翼型气动稳健优化
7.3 　随机风速风向对翼型气动特性的影响
7.3.1 　随机风速对翼型气动特性的影响
7.3.2 　随机风向对翼型气动特性的影响
7.3.3 　随机风速、风向耦合对翼型气动特性的影响
7.4 　随机湍流强度和几何误差对翼型气动特性的影响
7.4.1 　区间—克里金方法及验证
7.4.2 　随机湍流强度对翼型气动特性的影响
7.4.3 　几何外形误差对翼型气动性能的影响
7.5 　本章小结
第8章 　风力机叶片不确定气动建模
8.1 　不确定性参数定义与表征
8.1.1 　概率模型
8.1.2 　区间模型
8.2 　不确定理论与方法
8.2.1 　蒙特卡罗方法
8.2.2