前言
第1章 风电场微观尺度空气动力学概论
1.1 风的形成动因
1.1.1 大气环流
1.1.2 季风环流
1.1.3 局地环流
1.2 风电场微观尺度空气动力学的尺度概念
1.3 风电场微观尺度空气动力学研究内容
1.3.1 风轮廓
1.3.2 山地绕流
1.3.3 风电机组尾流
1.3.4 大气边界层热稳定性
1.4 风电场微观尺度空气动力学的研究方法
1.4.1 风电场空气动力场的测量
1.4.2 风电场空气动力场数值模拟
1.4.3 风电场运行数据分析与评估
1.5 风电场微观尺度空气动力学研究意义
参考文献
第2章 风电场微观尺度空气动力场数学模型
2.1 大气分层和风轮廓模型
2.1.1 大气的分层和结构
2.1.2 大气边界层方程
2.2 风电场地形图处理与物理模型建立
2.2.1 地形数字化
2.2.2 复杂地形曲面建模
2.3 风电场微观尺度空气动力学模型
2.3.1 风电场CFD理论基础
2.3.2 风电场CFD的边界条件
2.3.3 METEODYN风电场流场模型
2.4 中尺度大气动力学模型
2.4.1 WRF模式介绍和运行步骤
2.4.2 WRF模式控制方程组
2.4.3 WRF模式边界层方案与计算设置
2.5 风电场微观尺度与中尺度大气动力场耦合模型
2.5.1 WRF模式网格嵌套方式
2.5.2 CALMET介绍
2.5.3 其他风电场中尺度-微尺度耦合计算模型
参考文献
第3章 风电机组尾流及其数值模拟
3.1 风电机组尾流及其研究方法
3.1.1 风电机组尾流对风电场的影响
3.1.2 风电机组尾流研究现状
3.2 半经验尾流模型
3.2.1 理想风电机组后的尾流模型
3.2.2 各模型比较
3.3 风电机组诱导湍流的经验模型
3.3.1 风电场湍流的基本概念
3.3.2 尾流湍流的经验模型
3.4 风电机组尾流的滑动网格数值模拟
3.4.1 建模与网格划分
3.4.2 结果分析与验证
3.5 基于风轮平均风速的风电场致动盘模型
3.5.1 理想风轮的一维动量理论
3.5.2 致动盘与RANS方程
3.5.3 致动盘区域辨识与体积修正
3.5.4 致动盘湍流模型修正
3.5.5 数值模拟
3.6 基于致动线方法的尾流数值模拟
3.6.1 致动线模型
3.6.2 数值模拟与模型验证
3.7 基于致动面方法的尾流数值模拟
3.7.1 致动面模型
3.7.2 数值模拟
3.7.3 计算结果分析
3.7.4 结论
参考文献
第4章 风电场空气动力场数值模拟
4.1 复杂地形对空气动力场的影响
4.1.1 山区风的水平分布和特点
4.1.2 山丘、山脊地形对风电场的影响
4.1.3 海拔对风速的影响
4.1.4 谷地风速的变化
4.2 山地绕流的数值模拟与模型验证
4.2.1 陡坡风场空气动力场的LES研究
4.2.2 Askervein山地绕流计算
4.2.3 西北山地风电场绕流计算
4.3 山地绕流模型在风电场工程中的应用
4.3.1 风能资源评估
4.3.2 山地风电场地形改造
4.4 风电场微尺度空气动力场数值模拟
4.4.1 近海风电场模拟
4.4.2 陆上风电场流场模拟方法比较
4.4.3 陆上风场尾流模拟
4.5 中尺度数值模式应用及其与微尺度耦合计算
4.5.1 基于WRF模式的江苏沿海地区风能资源评估
4.5.2 风电场微观尺度和大气动力学中尺度耦合计算
参考文献
第5章 风电场微观尺度空气动力场测量
5.1 测风仪器
5.1.1 测风系统的技术要求
5.1.2 测风系统的组成
5.1.3 风电场精细测风仪
5.2 风电场微观尺度空气动力场测量
5.2.1 测量风电场介绍
5.2.2 测量方案
5.2.3 测试数据处理
5.3 风电场微观尺度空气动力场测量数据分析
5.3.1 尾流分析
5.3.2 大气稳定度
5.3.3 塔筒应力测试分析及推力曲线估算
参考文献
第6章 基于风电场微观尺度空气动力场计算的微观选址优化
6.1 风电场微观选址的意义
6.2 风电场微观选址工程方法
6.2.1 风电机组微观选址的基本原则
6.2.2 风电机组的排列布置方法
6.2.3 风电场风电机组选型-微观选址-容量选择
6.3 基于改进遗传算法的平坦地形微观选址优化方法
6.3.1 遗传算法的基本原理
6.3.2 尾流效应模型
6.3.3 风电机组的输出功率特性曲线
6.3.4 应用遗传算法实现风电机组优化排布
6.3.5 实例分析
6.4 基于CFD和改进PSO的复杂地形风电场微观选址优化方法
6.4.1 复杂地形流场的CFD数值模拟
6.4.2 风电场模型
6.4.3 风电场微观选址的改进小生境粒子群算法
6.4.4 计算与分析
6.4.5 结论
6.5 复杂地形风电场微观选址多目标优化方法研究
6.5.1 复杂地形风电场微观选址优化限制条件
6.5.2 复杂地形风电场微观选址优化目标
6.5.3 复杂地形风电场微观选址优化算法
6.6 平坦地形下风电场微观选址

许昌、韩星星、薛飞飞、刘德有著的《风电场微观尺度空气动力学--基本理论与应用》系统介绍了风电场微观尺度空气动力学的基本原理及其风电工程上的应用，通过理论推导、数值模拟和实验测量等方法研究了在风电机组尾流、地形绕流、风剪切和热稳定等因素作用下的风电场微观尺度空气动力场演变规律，在此基础上开展了风电场微观尺度空气动力学在风电场风资源评估、微观选址、风功率预测、风电场功率控制与风电场后评估等方面的工程应用，以提高风电开发的可靠性和经济性。
本书适合作为高等院校相关专业的教学参考用书，也适合从事风电相关专业的工程技术人员阅读参考。