风能与风力发电技术题库下

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1、《风能与风力发电技术》题库(下)洪庆第5章风轮机和风电场数值计算风轮机和风电场数值计算学习要点1、了解风力机及风场流场的控制方程组及解法；2、了解数值软件的计算功能；3、理解数值设计风力机、风场开发设计软件包的作用；4、了解数值设计软件包的功能。一、填空题：1、风力机、风场设计软件包，应包括：_______风轮外形_______设计子包，__风力机气动载荷____分析子包，_____风力机结构动力_____分析子包和____风力机场址选择__________分析子包。2、风力机、风场设计软件包可完成风力机_____气动设计__、______性能计算

2、___、______动力学分析_________、风电场选址___和经济性分析。3、控制方程可通过对两种“控制体”应用基本物理规律导出，一种控制体被固定在流动空间中___不动______，运动流体不断通过此固定空间；另一种控制体随流体一起___运动___，_相同的流体微粒总在控制体内保持不变。4、给定_边界条件和初始条件（初值）就确定了控制方程有特解。5、风轮机气动设计软件（WTD1.0）提出了一套风轮机叶轮气动设计的数值方法，并建立了一套有_工程应用_价值、考虑流动三维效应的风轮机气动数值模型。6、利用风力机模型风洞试验，可为风力机的风轮片外形设

3、计及其参数选择，实际性能预测，风轮的载荷计算和强度设计等提供科学依据。二、判断题1、使用WTD1.0软件，对风轮机进行了功率计算，从启动风速到额定风速，WTD软件的计算结果与测试功率非常吻合。（√）2、当风速很低(3～6m/s)时，弦长对功率的影响不明显。（√）3、使用WRD软件计算的额定功率与测试结果相差则不大。（×）4、风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而增强。（×）5、使用WRD软件计算的额定功率与测试结果相差则较大。（√）6、风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而下降。（√）7、使用WTD1.0软件，对风轮机进行了功率计算，从启动风速到额定风

4、速，WTD第14页共14页软件的计算结果与测试功率相差则较大。（×）8、WTD软件的数值计算结果与叶轮的气动特征定性不一致。（×）9、风速从接近失速风速到高于失速风速时，弦长对功率的影响就变得很明显。（√）10、WTD软件的数值计算结果与叶轮的气动特征定性一致。（√）11、WTD软件设计了分析计算风力机叶轮的起动力矩的功能。（√）12、WRD软件没有分析计算风力机叶轮的起动力矩的功能。（√）三、选择题1、风力机、风场设计软件包，应包括(C)个子包。A、2B、3C、4D、52、风力机设计软件包可完成(D）风力机气动设计、性能计算、动力学分析、风电场选

5、址和经济性分析。A、风力机气动设计B、风力机性能计算和动力学分析C、风电场选址和经济性分析D、以上都是。3、一般风场在大部分时间内的风速都在(C)范围内。A、3～10m/sB、3～14m/sC、4～10m/sD、5～14m/s4、WTD1.0软件的数值计算结果(A)风轮机叶片数目的选取。A、能够优化B、可简化C、不能优化D、不一定能优化四、简答题1、风轮机设计软件的作用有哪些？答：提出了一套风轮机叶轮气动设计的数值方法，并建立了一套有工程应用价值、考虑流动三维效应的风轮机气动数值模型。2、为什么风速较低时，弦长对功率的影响不明显呢？答：当风速很低(

6、3～6m/s)时，弦长对功率的影响不明显。两倍弦长(叶片的弦长加宽为是原叶片弦长的两倍)叶轮的功率，反而略小于原弦长叶轮的功率，这是因为当风速较低时，两倍弦长叶片间的气动干扰较大。风速从接近失速风速到高于失速风速时，弦长对功率的影响就变得很明显。两倍弦长叶轮功率近似于原弦长叶轮功率的两倍；而原弦长叶轮功率又近似于半倍弦长叶轮功率的两倍。这表明风轮机叶片间的气动干扰，随风速提高而下降。五、计算题1、下图给出安装角从-2.5～10°的叶轮轴功率变化图。试分析安装角与风轮功率之间有何关系？为什么？安装角为7.5°和10°的叶轮是不是理想的风轮呢？第14页

7、共14页解：图中可知：安装角愈大最大功率愈高，7.5°和10°的叶轮最大功率要比0°和2.5°时要高。但在中低风速(4～10m/s)区，大安装角风轮的功率比小安装角风轮的功率略低。这是因为大安装角叶片风轮在低风速时就发生了气动分离，而小安装角风轮在高风速时才发生气动分离。显然,安装角为7.5°和10°的叶轮并不是理想的风轮，因一般风场在大部分时间内的风速都在4～10m/s范围内。2、用WTD软件分别计算了3、6、12片风轮机的功率，计算结果如下图所示。试比较12片和3片风轮机的轴功率计算结果可以发现：（1）、当风速低于多少m/s时，12片风轮机的轴

8、功率低于3片风轮的轴功率？（2）、只有当风速高于多少m/s时，12片风轮的轴功率才会大大地高于3片风轮？解：比较12片和3