本書對於我國有非常現實的意義：我國風能資源主要集中在氣候寒冷的三北（東北、西北、華北）地區和濕度較大的東南沿海地區，其中雲貴、兩廣、兩湖、江浙等地區為我國風電發展較快的地區。低溫潮濕的環境下，這些地區的風電機組葉片存在嚴重的冰凍問題，風電機組葉片的冰凍問題會影響葉片的空氣動力學輪廓，引起風電機組的附加載荷與額外振動，降低葉片及機組的使用壽命，導致機組故障，影響風力發電場的發電量。風電機組葉片掛冰運轉，將使風電機組的發電量減少10%-20%，使得許多在役機組發電量低於投資預期，造成低效資產。冰凍往等

●譯者序
原書序
原書前言
第1章寒冷氣候對風電機組設計和運行的影響
1.1引言
1.2寒冷地區的風電機組
1.2.1阿爾卑斯山地區的風電機組
1.2.2潛在可開發區域
1.3寒冷氣候下風電機組的運行
1.3.1大雨
1.3.2雷擊
1.3.3寒冷氣候輔助設備
1.4山地區域風電機組的運行
1.4.1高海撥的影響
1.4.2山地環境的特點
1.4.3風能資源
1.4.4空氣密度隨海撥的變化
1.4.5風機在不同空氣密度下的功率和推力
1.4.6非標準空氣密度下的功率曲線
1.4.7低空氣密度的對策
1.5覆冰期間風電機組的運行
1.6海上結冰
參考文獻
第2章風電機組結冰的相關特點342.1結冰對風電機組的影響
2.2風電機組上的覆冰生長
2.3覆冰的前提條件
2.4結冰過程相關參數
2.5結冰事件的定義
2.6結冰檢測
2.6.1機電繫統
2.6.2電子繫統
2.6.3光學繫統
2.6.4風機參數
2.6.5噪聲測量
2.6.6葉片表面的熱力學狀態
2.6.7加熱和未加熱風速計的讀數差異
2.6.8風機結冰檢測繫統綜合評價
2.6.9測量現場的結冰情況
2.7冰凍氣候下測風儀的運行情況
2.8覆冰預測模型
2.8.1短期覆冰預測
2.8.2超短期覆冰預測
2.8.3缺乏相關信息的場址覆冰風險評估
2.9甩冰和結冰風險
2.9.1場址參數
2.9.2甩冰質量
2.9.3脫離半徑和方位角分布
2.9.4阻力和升力分布
2.9.5冰擊事件
2.9.6地面上的冰塊
2.10覆冰的經濟風險
2.11防冰繫統盈虧平衡分析
參考文獻
第3章覆冰葉片的氣動性能
3.1翼型周圍的流態
3.2葉片翼型的空氣動力學概述
3.2.1對稱翼型
3.2.2非對稱翼型
3.3覆冰翼型的空氣動力學概述
3.4覆冰對氣動性能的影響
3.5數值模擬
3.6航空領域的試驗測試
3.6.1識別覆冰的幾何形狀
3.6.2擬合冰的真實幾何形狀
3.7覆冰的類型和邊界層
3.7.1離散粗糙度
3.7.2角狀冰
3.7.3順流冰
3.7.4翼向脊狀冰
3.7.5失速行為
3.7.6平穩空氣動力學，三維和旋轉效應
3.8覆冰對發電量的影響
3.9覆冰對風機氣動性能的影響
3.9.1氣動彈性模型
3.9.2葉片覆冰的物理模型
3.9.3物理模型敏感性分析
3.9.420年疲勞壽命評估
3.10覆冰葉輪不平衡的簡化分析
參考文獻
第4章結冰過程
4.1冰的形成機理
4.2結冰/防冰條件模擬
4.3外部流場和溫度場
4.4表面潤濕度建模
4.4.1液滴撞擊固定圓柱體
4.4.2駐點撞擊率的確定
4.4.3粒子軌跡二維計算方法
4.4.4固定圓柱體的求解
4.4.5零攻角翼型前緣的撞擊率
4.4.6非零攻角和尺度效應的撞擊率
4.4.7示例
4.4.8旋轉翼型
4.5質量守恆方程
4.5.1基本質量流量分析
4.5.2水膜連續性和破裂
4.6凍結繫數和Messinger模型
4.7能量守恆方程
4.7.1表面傳熱繫數
4.7.2長波輻射
4.7.3短波輻射
4.8問題的求解
4.8.1情況A：結冰表面Tw4.8.2情況B：無冰表面Ts>0℃
4.8.3葉片結冰實例
4.9冰面的熱流體動力學過程
4.9.1表面微觀物理學
4.9.2一般結冰過程中的回流水動力學和擴展的Messinger模型
參考文獻
第5章防冰繫統
5.1引言
5.2防冰繫統評估流程
5.3防冰繫統概述與討論
5.4防冰繫統分類
5.4.1基於運行原理的防冰繫統分類
5.4.2機械防冰繫統和熱力防冰繫統
5.4.3其他防冰繫統
5.5基於持續時間的防冰繫統分類
5.6基於能量需求的防冰繫統分類
5.7防冰繫統在風電機組中的應用
5.7.1電加熱防冰繫統
5.7.2管道內熱空氣循環加熱繫統
5.8管道內熱空氣防冰繫統的設計
5.8.1幾何建模
5.8.2熱流體動力分析
5.8.3共軛傳熱分析
5.8.4截水率
5.8.5設計結果
5.9防冰繫統的能量效率
5.10估算防冰所需功率的簡化方法
5.11防冰繫統新技術
5.11.1機械防冰
5.11.2熱力防冰
5.11.3低附著力塗層材料
5.12海上防冰繫統
參考文獻
參考閱讀
物理量表

本書旨在解決在寒冷氣候下風電機組運行的關鍵問題，著重闡述結冰機理，分析其影響以及介紹防治措施，主題涵蓋寒冷氣候對風電機組設計和運行的影響、風電機組結冰的相關特點、覆冰葉片的氣動性能、結冰過程、防冰繫統等。本書包含了豐富且細致的科學分析以及與流體動力學和熱力學有關的計算和實例，還給出了實用的分析模型和數值模型，用於計算結冰影響和設計評估。本書可作為風電行業的工程技術人員通用的設計指南和實踐手冊，也可供相關專業的教師和學生閱讀參考。