风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中除水能以外技术成熟、具有有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。风电技术是一项多专业综合集成的高新技术，其中空气动力学是风电技术重要的理论基础。由丹麦科技大学机械工程系流体力学教研室的Martin 0 L Hansen教授撰写的《风力机空气动力学》在2000年2月出了第一版。出版后，受到了读者的欢迎，总计印刷了4次，最近又进行了修改和完善，并于2008年2月推出第二版。这是一本专门用于风力机空气动力设计和计算的著作，全书内容主要分为两部分：第一部分介绍风轮的基本空气动力学理论，而第二部分介绍如何提高风力机的性能和载荷计算，在极端气候条件下风力机响应特性的评估以及风力机寿命的计算，还包括风力机的特征模态和动态特性分析。

　　1　风力机简介
　　在对风力机技术问题进行详细探讨之前，有必要首先对风能进行简要的介绍。介绍包含两部分内容：第一部分是非常简要的历史回顾，主要解释风电的发展历程；第二部分则是探讨风力机的经济性和设计问题。本部分并不打算对风力机的发展历程作全面的回顾，而是仅仅提及风力机发展过程中的一些重要事件，以及提供一些风电开发过程中的案例。
　　1.1　简要历史回顾
　　风力可能非常强大，这可以从飓风或者台风经过后直观地体会到。从历史的角度看，人类已经和平地利用了这种风力，而它的最重要的应用恐怕就是在没有发明蒸汽机和内燃机之前，使用风帆驱动船舶航行。风车也已经使用风力来碾磨谷粒或者灌溉抽水，例如在荷兰，使用风力以防止海水淹没地势较低的陆地。在20世纪初，电力得到了应用，当风轮与发电机相连能驱动发电机发电后，风车就逐渐变成了风力机。
　　世界上首批电网是由直流低压电缆组成，电能的损失很大。因此发电地点与电能用户之间的距离必须尽量近。在农场，小型风力机恰好满足这种要求；而世界上第一个将风车与发电机连接起来的丹麦人Poul La Cour，则为“农业电工”开设了一门这方面的课程。LaCour极具远见的案例是，在他所在的学校安装了世界上第一批风洞之一，以研究风轮的空气动力学问题。然而后来，内燃机和蒸汽机逐渐占据了发电的主导地位，仅仅在两次世界大战期间，由于燃料的匮乏，风电才再一次实实在在地兴旺起来。

序
译者前言
1 风力机简介
1.1 简要历史回顾
1.2 为什么要使用风电
1.3 风资源

2 二维空气动力学
2.1 升力系数、阻力系数和力矩系数的定义
2.2 翼型中使用的边界层理论

3 三维空气动力学
3.1 流经机翼流动的描述
3.2 传统升力线方法的背景
3.3 风力机后的旋涡系

4 理想风力机的动量理论
4.1 一维动量理论
4.2 旋转效应以及减少由于尾流旋转引起的损失

5 闭式风轮
5.1 扩压管扩大的风力机
5.2 扩压管扩大的风力机的CFD计算

6 经典的叶素动量方法
6.1 普朗特叶尖损失因子
6.2 α值较大时的葛劳渥特修正
6.3 年发电量
6.4 范例

7 控制/调节和安全系统
7.1 失速调节
7.2 桨距调节(定转速)
7.3 偏航控制
7.4 变速

8 最优化
8.1 什么是最优设计
8.2 传统的单点优化

9 非定常叶素动量模型
9.1 动态尾流模型
9.2 动态失速
9.3 偏航/倾斜模型
9.4 风的确定性模型

10 载荷和结构简介
11 风力机叶片的梁理论
11.1 位移和弯矩
11.2 确定弯矩和位移的数值算法
11.3 估算一阶挥舞、一阶摆振和二阶挥舞特征模态的一种方法

12 风力机的动态结构模型
12.1 虚功原理以及模态形状函数的应用
12.2 单自由度
12.3 气动阻尼
12.4 虚功原理使用举例
12.5 有限元模型

13 风力机上载荷的来源
13.1 重力载荷
13.2 惯性载荷
13.3 气动载荷

14 风的模拟
14.1 空间某一点的风的模拟
14.2 三维风的模拟

15 疲劳
15.1 应力循环及其计算
15.2 累积损伤的Palmgren-Miner准则
15.3 当量载荷

16 结论
16.1 更先进的空气动力模型
16.2 促动线模型
附录A流体力学中的基本方程
附录B基本符号表