风资源与微观选址：理论基础与工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张怀全 著

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• 风能
• 风资源
• 微观选址
• 可再生能源
• 能源工程
• 气象学
• 风力发电
• 工程应用
• 理论研究
• 环境科学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111421658

版次：1

商品编码：11266628

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-06-01

用纸：胶版纸

页数：243

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内容简介

　　《风资源与微观选址：理论基础与工程应用》涵盖从风资源工程学、风数据分析到风能气象学等与风资源技术相关的几乎全部知识领域，并与国际前沿接轨。作者从事这方面技术工作多年，积累了丰富的工程实践经验。《风资源与微观选址：理论基础与工程应用》所涉及的内容都来源于作者的实际工作，以期具有较高的理论和实践指导价值。
　　《风资源与微观选址：理论基础与工程应用》的宗旨是为读者搭建风资源与微观选址的知识体系，并建立科学的理念。读者可以根据本书指引，对感兴趣的话题深入研究，起到抛砖引玉的作用。但对于一般读者，本书应该足以应对风资源技术的日常工作。相比之下，本书可能更适合对理论感兴趣，并有一定数学基础，尤其是概率统计学基础的读者。

目录

前言
第1章 绪论
1.1 风资源评估学科介绍
1.2 风气候
1.2.1 全球风气候
1.2.2 中尺度风气候
1.2.3 局地风气候
1.3 风资源的不确定性

第2章 风资源与微观选址工程（上）
2.1 地表粗糙度
2.1.1 粗糙度长度
2.1.2 粗糙度与风廓线
2.1.3 内部边界层
2.1.4 粗糙长度改变模型
2.1.5 置换高度
2.1.6 风切变
2.2 地形加速效应
2.2.1 水平风加速廓线
2.2.2 垂直风加速廓线
2.2.3 地形分类
2.2.4 崎岖指数
2.3 障碍物遮挡效应
2.3.1 风速降低效应
2.3.2 湍流增加效应
2.4 风力发电机组的尾流
2.4.1 尾流的基本结构特征
2.4.2 尾流中风速减低效应的计算模型
2.4.3 尾流中湍流强度增加的计算模型
2.4.4 大型风电场的尾流
2.4.5 复杂风电场的尾流

第3章 风资源与微观选址工程（下）
3.1 风图谱分析与应用程序
3.1.1 基本原理
3.1.2 风流模型
3.1.3 模型的适用性
3.1.4 复杂地形修正
3.2 计算流体力学模型简述
3.2.1 计算流体力学概述
3.2.2 流体与流动的基本特性
3.2.3 控制方程
3.2.4 边界条件与初始条件
3.2.5 网格化
3.2.6 解析离散方程
3.2.7 计算结果处理与显示
3.3 测风塔的代表性
3.3.1 风气候相似
3.3.2 地形地貌相似
3.3.3 障碍物遮挡效应相似
3.4 微观选址
3.4.1 排布效率
3.4.2 载荷风况
3.4.3 微观选址的流程
3.4.4 现场定点及微调
3.4.5 扇区管理
3.4.6 风资源评估与微观选址报告

第4章 风数据统计分析
4.1 风数据时间序列
4.1.1 随机现象
4.1.2 平均值与标准差
4.1.3 平均风速时间序列
4.1.4 湍流强度时间序列
4.1.5 风向时间序列
4.2 风速的概率密度分布
4.2.1 概率密度分布
4.2.2 平均风速的计算
4.2.3 威布尔概率密度分布
4.2.4 威布尔累计概率分布
4.2.5 威布尔分布的参数估计
4.2.6 威布尔分布的决定系数
4.2.7 瑞利分布
4.2.8 风玫瑰图
4.3 风功率密度与风能转化
4.3.1 风功率密度计算
4.3.2 贝兹极限
4.3.3 风功率转化系数
4.3.4 风力发电机组的功率曲线

第5章 风数据长期修正
5.1 风数据相关性分析
5.1.1 风数据相关性的影响因素
5.1.2 随机变量的相关性
5.1.3 平均时间周期影响
5.1.4 偏度与峰度
5.2 风数据回归分析及预测
5.2.1 回归分析方法
5.2.2 风数据有效性
5.2.3 简单线性模型
5.2.4 方差比例模型
5.2.5 二维线性回归模型
5.2.6 威布尔参数缩放模型
5.2.7 多项式模型
5.2.8 莫蒂默模型
5.2.9 人工神经网络模型
5.2.1 0WindPRO矩阵模型
5.3 预测的不确定性分析
5.3.1 同期风数据长度
5.3.2 残差与决定系数
5.3.3 预测值标准差的测量与估计
5.4 再分析数据的应用
5.4.1 气压高度与σ高度
5.4.2 再分析数据的一致性
5.4.3 再分析数据应用的不确定性

第6章 风资源评估的不确定性
6.1 统计不确定性
6.1.1 正态分布函数特性
6.1.2 不确定度计算
6.1.3 超越概率
6.1.4 平均风速敏感度分析
6.2 损耗折减及其不确定度
6.2.1 尾流折减
6.2.2 可利用率折减
6.2.3 功率曲线折减
6.2.4 电气损耗
6.2.5 环境损耗
6.2.6 缩减损耗
6.3 偏差修正及其不确定度
6.3.1 平均风速长期修正
6.3.2 复杂风场RIX修正
6.3.3 超大型风场的模型问题
6.3.4 功率曲线修正
6.4 风数据的不确定度
6.4.1 风数据质量
6.4.2 威布尔分布决定系数
6.4.3 风速年度波动
6.4.4 未来风气候趋势
6.5 风流模型的不确定度
6.5.1 垂直外推
6.5.2 水平外推
6.5.3 地表形态相似度
6.5.4 森林
6.5.5 风流模型不确定度小结
6.6 不确定度分析案例

第7章 极端风况
7.1 Gumbel极值分布
7.2 极大风速估计
7.2.1 独立大风事件
7.2.2 经典Gumbel极值分布法
7.2.3 柏拉图极值分布法
7.3 极端风况
7.3.1 极大阵风
7.3.2 极端风向变化
7.3.3 极端风切变
7.3.4 极端湍流
7.4 台风

第8章 风数据的测量
8.1 杯式风速仪
8.1.1 杯式风速仪的动力平衡
8.1.2 杯式风速仪的测量值
8.1.3 杯式风速仪的标定
8.1.4 杯式风速仪的动态特性
8.1.5 杯式风速仪的选择
8.2 测风塔的安装规范
8.2.1 实心圆柱形塔
8.2.2 空心三角架塔
8.2.3 支杆与附件
8.2.4 切变气流
8.2.5 风向仪的安装
8.2.6 测风塔安装推荐标准
8.2.7 测风塔安装的气候因素
8.2.8 风数据的不确定性评估
8.3 测风塔的管理与维护
8.3.1 测风塔安装报告
8.3.2 测风塔验收
8.3.3 测风塔监控与维护
8.4 其他种类测风仪器介绍
8.4.1 螺旋推进式测风仪
8.4.2 超声波测风仪
8.4.3 声雷达测风仪
8.4.4 激光雷达测风仪

第9章 大气概论与空气密度
9.1 干洁大气
9.1.1 干洁大气的成分
9.1.2 干洁大气状态方程
9.2 湿润大气
9.2.1 水汽压
9.2.2 相对湿度与绝对湿度
9.2.3 湿润空气的状态方程
9.3 大气压力
9.3.1 位势高度与几何高度
9.3.2 大气静力学平衡
9.3.3 温度随高度的变化
9.3.4 标准大气
9.3.5 气压随时间的变化
9.4 风场空气密度计算
9.4.1 干燥空气的密度
9.4.2 湿润空气的密度
9.4.3 空气密度随高度变化
9.4.4 空气密度随湿度和压力的变化
9.4.5 温度范围计算

第10章 边界层气象
10.1 大气热力结构分层
10.1.1 对流层
10.1.2 平流层
10.1.3 中间层
10.1.4 热层
10.2 大气边界层
10.2.1 边界层的基本特征
10.2.2 边界层内的风和气流
10.2.3 大气边界层的厚度和结构
10.2.4 变量的时间和空间尺度
10.2.5 风的平均值与湍流部分
10.3 大气湍流
10.3.1 湍流的基本特征
10.3.2 湍流的产生机制及物理过程
10.3.3 泰勒假设
10.3.4 湍流动能
10.3.5 湍流通量与雷诺平均
10.4 大气边界层稳定度
10.4.1 大气稳定度特征
10.4.2 垂直风切变

第11章 大气环流及天气系统
11.1 基本大气环流
11.1.1 压力梯度、力和风
11.1.2 地转风
11.1.3 地球能量平衡
11.1.4 三圈环流模型
11.1.5 极锋与斜压不稳定
11.2 天气尺度天气系统
11.2.1 气旋与反气旋
11.2.2 天气前锋
11.2.3 热带风暴
11.3 中尺度天气系统
11.3.1 中尺度定义
11.3.2 地形影响
11.3.3 对流和雷暴
11.3.4 海陆风
11.3.5 坡风和谷风
11.3.6 低空急流
11.3.7 下坡风暴
11.4 数值模拟及天气预报
11.4.1 物理公式
11.4.2 网格和边界条件
11.4.3 中尺度气象模型的不确定性
11.4.4 中尺度气象模型的应用

第12章 风电场的环境与健康影响
12.1 生物影响
12.1.1 鸟类和蝙蝠
12.1.2 陆地生物
12.1.3 植被
12.2 视觉污染
12.2.1 光影闪变现象
12.2.2 光影闪变影响评估
12.2.3 风景美学
12.3 噪声污染
12.3.1 风力发电机的噪声曲线
12.3.2 声压级计算
12.3.3 声强级的合成
12.4 其他环境与健康影响
12.4.1 公共健康与安全
12.4.2 无线通信
12.4.3 固体及危险废弃物
12.4.4 空气质量及气候影响

第13章 风力发电机组的功率性能测试
13.1 确定测试扇区
13.1.1 测风塔的位置
13.1.2 测量的扇区
13.2 风电场校准及其不确定性
13.2.1 不需要校准的简单地形
13.2.2 用两个测风塔校准风电场
13.2.3 用机舱风速仪校准风电场
13.2.4 风电场校准参数的验证
13.2.5 风电场校准的不确定性
13.3 测试数据的采集与处理
13.3.1 数据采集
13.3.2 数据标准化
13.3.3 测量功率曲线的确定
13.4 使用机舱风数据测试功率曲线
13.4.1 机舱风速与自由风速的关系
13.4.2 机舱风速生成的功率曲线
13.5 影响功率性能的其他因素
13.5.1 湍流对功率性能的影响
13.5.2 风切变对功率性能的影响
13.5.3 入流角对功率性能的影响

第14章 风力发电机的载荷
14.1 载荷工况
14.1.1 设计情形
14.1.2 风况条件
14.1.3 设计载荷工况
14.2 载荷类型
14.2.1 惯性和重力载荷
14.2.2 空气动力载荷
14.2.3 功能性载荷
14.2.4 其他风源载荷
14.2.5 非风源载荷
14.3 载荷计算
14.3.1 气动力弹性载荷计算
14.3.2 疲劳载荷与S�睳曲线
14.3.3 应力区间分布
14.3.4 等效载荷
14.3.5 载荷计算的不确定性
14.3.6 极端载荷
14.4 风力发电机载荷的术语定义

附录
附录A IEC对风力发电机组的分类标准
附录B 风电场气象及环境参数表
附录C 常用公式表
参考文献

前言/序言

现代工程材料的性能、制备与先进应用 本书将系统深入地探讨现代工程领域中至关重要的材料科学及其应用，重点聚焦于高性能结构材料、功能性复合材料以及面向极端环境的新型材料体系的最新研究进展、核心制备技术与前沿工程实践。 本书旨在为材料学、机械工程、航空航天、能源与土木工程等相关专业的学生、科研人员及工程师提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的参考著作。 第一部分：先进结构材料的力学行为与性能调控 本部分将从微观结构与宏观力学性能之间的内在联系出发，深入剖析当代工程结构中广泛应用的各类先进金属、陶瓷和高分子材料的复杂行为。 第一章：高性能合金的本构关系与断裂机理 详细阐述高温合金、超高强度钢以及新型轻质合金（如镁锂合金、铝锂合金）的晶体塑性理论。重点分析应力状态、温度、应变速率对材料屈服、加工硬化和蠕变性能的影响规律。深入研究疲劳裂纹的萌生、扩展与最终断裂的微观机制，包括高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的寿命预测模型。探讨引入第二相粒子、晶界工程对材料韧性-强度的耦合调控策略。 第二章：工程陶瓷与耐火材料的界面科学 聚焦于结构陶瓷（如碳化硅、氮化硅、氧化锆增韧氧化铝）在高温、高应力条件下的失效模式。讲解陶瓷材料的烧结过程、晶界扩散机制及其对整体强度的影响。详细阐述陶瓷基复合材料（CMCs）的增韧机理，包括纤维-基体界面设计、裂纹偏转与桥接效应。讨论先进耐火材料在冶金、玻璃等高温工业中的应用挑战与优化方向。 第三章：高分子复合材料的力学建模与损伤评估 系统介绍纤维增强复合材料（FRCs）的层合板理论，包括经典层合板理论（CLT）和更先进的几何非线性理论。分析碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等增强体与环氧树脂、聚酰亚胺基体之间的相互作用。深入探讨复合材料在冲击载荷下的侵彻行为、分层（Delamination）的能量释放率分析，以及无损检测技术在早期损伤识别中的应用。 第二部分：功能性材料的物理特性与集成化制备工艺 本部分将转向那些具备特定物理、化学或电学功能的材料，及其如何通过先进的制备技术实现高精度、功能化的集成。 第四章：电子与磁性材料的量子效应 探讨半导体材料（如GaN、SiC）的能带结构、掺杂机制及其在功率电子器件中的应用。深入研究铁磁性材料的磁畴结构、磁滞回线特性以及磁弹耦合效应。介绍先进的磁存储技术（MRAM）背后的材料科学原理，包括自旋电子学基础和巨磁阻效应的工程化实现。 第五章：智能与响应性材料的驱动机制 聚焦于形状记忆合金（SMA）、压电材料（PZT、PMN-PT）和磁致伸缩材料。详细分析其应力诱导马氏体相变和电场/磁场驱动的形变机制。讨论这些智能材料在传感器、执行器和主动减振系统中的集成设计方法，包括如何控制其响应速度、疲滞和循环稳定性。 第六章：增材制造（AM）中的材料行为与后处理 全面覆盖基于粉末床熔融（PBF）和定向能量沉积（DED）等主流增材制造工艺中材料的特殊行为。分析快速加热与冷却速率对材料微观组织（如枝晶生长、残余应力）的影响。重点讨论增材制造件的性能各向异性问题，以及热等静压（HIP）、热处理等后处理技术对消除孔隙率和优化性能的关键作用。 第三部分：面向极端工况的材料设计与环境适应性 本部分关注材料在恶劣工作环境（高温、腐蚀、辐射）下的服役性能，以及如何通过材料设计来提高其可靠性和寿命。 第七章：高温与热防护材料体系 系统研究材料在超高温（超过1500°C）下的氧化动力学、热阻抗与热物理性能。重点分析热障涂层（TBCs）的结构设计，包括钙钛矿稳定氧化锆体系的优化、孔隙率梯度控制及其界面粘附力研究。探讨陶瓷基复合材料（CMCs）在燃气轮机叶片和火箭发动机部件中的关键技术挑战。 第八章：材料的腐蚀与防护策略 深入探讨电化学腐蚀、应力腐蚀开裂（SCC）和高温氧化/硫化等多种腐蚀机理。针对不同介质（如酸性环境、海洋环境、氢脆环境），介绍传统的防护涂层、牺牲阳极保护法和阴极保护法的工程应用。着重介绍新型的自修复涂层技术和惰性/反应性梯度涂层的设计理念。 第九章：核能与辐射环境下的材料辐照效应 阐述高能粒子（如中子、质子）辐照对金属和非金属材料的损伤机理，包括空位、间隙原子簇的形成及其对材料力学性能（如脆化、肿胀）的影响。讨论先进的抗辐照材料设计思路，例如通过精细晶粒结构控制和合金化来“陷阱”或“吸收”辐照产生的缺陷，以确保核反应堆结构材料的长期安全运行。 附录：先进材料的计算模拟方法 简要介绍用于材料设计和性能预测的计算工具，包括密度泛函理论（DFT）用于电子结构计算、分子动力学（MD）模拟材料原子尺度的动力学过程，以及有限元分析（FEA）在宏观结构力学行为预测中的应用框架。 本书内容跨越基础理论到工程实践，旨在为读者提供一个理解和应用现代工程材料的坚实知识框架。全书强调材料设计与制造工艺的协同作用，力求体现材料科学在解决当代工程难题中的核心驱动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个突出优点是其跨学科的视野。作者显然对气象学、流体力学、土木工程乃至经济学都有涉猎。尤其是在讨论风资源评估的不确定性时，他们引入了贝叶斯统计方法，这在传统的风能书籍中是比较少见的。这种处理方式让整个评估过程显得更加科学、更加符合现实世界的复杂性。我特别喜欢书中关于不确定性量化的讨论，它提醒我们，任何工程预测都不是绝对的，如何科学地量化风险并将其转化为可接受的投资回报率，才是衡量一个项目优劣的关键。这种思维的拓展，极大地提升了这本书的学术价值和实际参考价值，让人在看完技术细节之余，还能思考更深层次的战略问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我眼前一亮的地方，在于它对“微观选址”这一环节的深度挖掘。过去很多文献都把这部分处理得非常简单，无非是强调避免障碍物和考虑轮毂高度。但这本书完全不同，它真正深入到了每一台风机的具体布局优化。我特别留意了关于尾流效应建模的部分，作者引入了几种前沿的湍流模型，并用大量的案例分析来佐证不同模型在实际复杂地形下的适用性差异。这种细致入微的分析，对于我们实际操作中经常遇到的地形复杂、风场边界效应显著的问题，提供了极具价值的解决方案。读完这部分内容，我感觉自己对如何最大化单台风机的发电效率、同时最小化相邻风机间的能量损失，有了一种全新的、量化的认识。它不再是凭感觉或经验判断，而是基于扎实的物理和工程原理指导下的精准决策。

评分☆☆☆☆☆

初拿到这本书时，我本以为它会是一本枯燥乏味的教科书，毕竟“理论基础与工程应用”这样的字眼总是让人联想到密密麻麻的公式和晦涩难懂的术语。然而，当我翻开第一章，那种复杂感立刻烟消云散了。作者并没有急于堆砌那些高深的数学模型，而是花了大量篇幅去构建一个宏观的视角，清晰地阐述了风能资源评估在现代能源结构转型中的战略地位。特别是关于风场宏观选址的章节，其叙述逻辑之严谨，让我仿佛身临其境地参与了一次大型风电项目的规划。书中对不同地理区域风能特性的归纳总结，远比我过去阅读的任何资料都要系统和深刻。我尤其欣赏作者对历史数据的解读方式，他们似乎找到了某种“翻译器”，能将看似杂乱无章的气象观测数据，转化为具有实际指导意义的工程参数，这种洞察力令人叹服。尽管内容翔实，但其行文流畅，不愧为一本能让人静下心来仔细研读的佳作。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期在可再生能源领域摸爬滚打的工程师，我必须说，这本书在“工程应用”方面的实用性简直是教科书级别的典范。它没有停留在理论的象牙塔中，而是紧密结合了当前行业内普遍采用的软件和标准。书中对风机性能曲线的解读，以及如何根据实际风场数据对这些曲线进行修正，讲解得极为透彻。更难得的是，作者并未避讳工程实践中的难点和痛点，例如极端天气下的运行策略、电网接入的限制因素等等，都有专门的章节进行探讨。这些内容对于项目从概念设计到最终并网的整个生命周期管理，都具有极强的指导意义。它更像是一位经验丰富的老前辈，手把手地带着你走过每一个关键的决策节点，确保每一步都走得稳健而有效。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的装帧和排版或许不算最时髦，但内容的深度和广度绝对是顶级的。它仿佛是一部浓缩了数十年行业智慧的集成体。对我而言，它不仅仅是一本工具书，更像是一份详尽的“操作手册”加上一份深刻的“哲学思考录”。从基础概念的梳理，到前沿模型的介绍，再到实际工程中的陷阱规避，每一个部分都体现了作者对风能事业的深刻理解和无比的热忱。我确信，无论是初入这个行业的新人，还是经验丰富的资深专家，都能从中找到属于自己的价值点。它帮助我填补了知识体系中一些长期存在的薄弱环节，也为我未来的工作指明了更精确、更高效的方向。

评分☆☆☆☆☆

风资源与微观选址：理论基础与工程应用

评分☆☆☆☆☆

本书涵盖从风资源工程学、风数据分析到风能气象学等与风资源技术相关的几乎全部知识领域，并与国际前沿接轨。作者从事这方面技术工作多年，积累了丰富的工程实践经验。本书所涉及的内容都来源于作者的实际工作，以期具有较高的理论和实践指导价值。

评分☆☆☆☆☆

本书涵盖从风资源工程学、风数据分析到风能气象学等与风资源技术相关的几乎全部知识领域，并与国际前沿接轨。作者从事这方面技术工作多年，积累了丰富的工程实践经验。本书所涉及的内容都来源于作者的实际工作，以期具有较高的理论和实践指导价值。

评分☆☆☆☆☆

非常好用的书，不知道胖子看没有看

评分☆☆☆☆☆

还是比较不错的，可以一看

评分☆☆☆☆☆

行业经典

评分☆☆☆☆☆

本书的宗旨是为读者搭建风资源与微观选址的知识体系，并建立科学的理念。读者可以根据本书指引，对感兴趣的话题深入研究，起到抛砖引玉的作用。但对于一般读者，本书应该足以应对风资源技术的日常工作。相比之下，本书可能更适合对理论感兴趣，并有一定数学基础，尤其是概率统计学基础的读者。

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

次品，但是客服给了点补偿，也就算了