Physical Approach to Short-Term Wind Power Prediction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Matthias Lange

出品人:

页数:222

译者:

出版时间:2005-12-15

价格:USD 119.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540256625

丛书系列:

图书标签:

风能预测
短期风电预测
物理方法
机器学习
时间序列分析
气象数据
电力系统
可再生能源
风力发电
预测模型

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具体描述

The effective integration of wind energy into the overall electricity supply is a technical and economical challenge because the availability of wind power is determined by fluctuating meteorological conditions. This book offers an approach to the ultimate goal of the short-term prediction of the power output of winds farms. Starting from basic aspects of atmospheric fluid dynamics, the authors discuss the structure of winds fields, the available forecast systems and the handling of the intrinsic, weather-dependent uncertainties in the regional prediction of the power generated by wind turbines. This book addresses scientists and engineers working in wind energy related R and D and industry, as well as graduate students and nonspecialists researchers in the fields of atmospheric physics and meteorology.

深度解析：先进材料的微观结构与宏观性能关联本书全面深入地探讨了材料科学领域的前沿课题：微观结构特征如何精确地决定和调控材料的宏观物理、化学及力学性能。它不仅仅是一部教科书式的知识汇编，更是一部面向研究人员和高级工程师的、具有高度实践指导意义的专业著作。本书从材料学的基本原理出发，系统梳理了晶体学、缺陷理论和微观形貌分析的最新进展，并将其与工程应用中的关键性能指标——如强度、韧性、导电性、热稳定性以及催化活性——建立起严密的定量和定性联系。第一部分：微观结构的精确表征技术本部分聚焦于现代材料分析领域最尖端的表征手段，旨在提供一套完整的“看清”材料内部的工具箱。第一章：高分辨电子显微技术（HRTEM与STEM）详细解析了透射电子显微镜在原子尺度成像方面的最新突破。重点讨论了像差校正技术的应用如何使得我们能够清晰分辨晶格位错、晶界结构乃至原子尺度的化学配位环境。内容涵盖了原位（In-situ）电镜技术在动态观察材料相变、应力响应和电化学反应过程中的前沿应用。特别增加了对低剂量成像策略在保护敏感材料（如有机或钙钛矿材料）结构完整性方面的技术细节。第二章：同步辐射光源下的X射线散射与衍射深入探讨了同步辐射X射线在材料结构分析中的不可替代性。涵盖了小角X射线散射（SAXS）在研究纳米颗粒尺寸分布、孔隙率和介孔结构中的应用，以及高能X射线衍射（XRD）在研究高压或高温下晶体结构变化（原位实验）中的高阶应用。书中特别对比了传统衍射技术与同步辐射技术在时间分辨率和空间分辨率上的优势与局限。第三章：光谱学技术与化学态分析本章侧重于理解材料的表面化学和电子结构。系统介绍了X射线光电子能谱（XPS）用于表面元素鉴定和氧化态分析的定量方法。深入讲解了俄歇电子能谱（AES）在超高真空环境下进行深度剖析的精确操作流程。同时，对拉曼光谱和红外光谱（FTIR）在识别分子振动模式、判断材料结晶度和应力场分布方面的应用进行了详尽的案例分析。第二部分：结构-性能关系的理论模型与计算模拟本部分将理论物理和计算科学引入材料设计，旨在建立可预测的性能模型。第四章：晶体缺陷工程学将材料的宏观力学性能归因于晶体内部的缺陷——位错、空位、间隙原子和堆垛层错。详细阐述了位错运动学、交滑移机制以及晶界能理论。书中通过一系列偏微分方程的推导，展示了如何通过精确控制缺陷的浓度和空间分布来调控材料的屈服强度和加工硬化率。第五章：尺度效应与多尺度建模探讨了材料性能随观测尺度的变化规律，包括尺寸效应（如纳米材料的表面能主导行为）和界面效应。重点介绍了介观尺度的模拟方法，如相场法（Phase Field Method）在模拟晶粒生长、裂纹萌生和演化过程中的应用。内容还涉及如何将原子尺度的分子动力学（MD）模拟结果，通过均值化方法，有效地嵌入到宏观有限元分析（FEA）框架中。第六章：计算材料学与机器学习辅助设计这一章是本书的前沿聚焦。详细介绍了密度泛函理论（DFT）在计算电子结构、能带结构和形成能方面的基础与高级应用。更重要的是，书中阐述了如何利用高通量计算生成的大型材料数据库，结合机器学习（ML）和人工智能算法（AI），来加速新材料的筛选和性能预测，从而实现“材料基因组计划”的工程实践。第三部分：特定结构对关键功能的影响本部分将前两部分的理论与实验方法应用于两大核心工程领域：功能材料与结构材料。第七章：纳米结构对电化学性能的耦合聚焦于电池和电催化领域。分析了电极材料的孔隙结构（如三维互连网络）如何影响锂离子/氧气的扩散动力学。深入讨论了催化剂活性位点的几何结构、电子配位环境与反应能垒之间的精确关系，并展示了表面缺陷工程在提高催化剂周转频率（TOF）方面的潜力。第八章：晶界工程在结构材料中的应用阐述了晶界在机械性能中的双重角色——既是位错运动的障碍，也是断裂的薄弱环节。本书特别关注了高熵合金（HEA）和先进陶瓷材料中的“扭曲晶界”或“特殊晶界”如何通过减小晶界能和提高晶界迁移率，从而实现强度与韧性的协同提升。书中提供了对疲劳裂纹偏转机制的详细力学建模。第九章：相变动力学与热机械行为探讨了相变（如马氏体转变、固态析出）的驱动力与形核动力学，以及这些转变如何影响材料的热膨胀系数和蠕变速率。内容涉及非平衡热力学在描述快速冷却或加热过程中的微观结构演变，例如在增材制造（3D打印）过程中瞬时热梯度对残余应力和微观组织的影响。 --- 目标读者：材料科学家、物理学家、化学工程师、从事先进制造和能源存储技术的研究生及专业技术人员。本书要求读者具备坚实的物理化学和材料科学基础。