風(fēng)空氣動(dòng)力學(xué)參考(衛(wèi)運(yùn)鋼2014風(fēng)動(dòng)班)

實(shí)用文案第一章1、風(fēng)力機(jī)組按葉片獲取風(fēng)能的工作原理，可分為 ( )與( )等。2、風(fēng)速隨著距地面高度變化的曲線稱為 ( )，該曲線常用指數(shù)公式描述為( )，其中指數(shù)在旺盛湍流時(shí)常取為 ( )。3、風(fēng)速在時(shí)間上的變化規(guī)律一般統(tǒng)計(jì)為 ( )形式，在風(fēng)力愈大的地區(qū)，該分布曲線愈()，其峰值會(huì)()，這表明風(fēng)力大的地區(qū)，大風(fēng)速所占比例()。4、統(tǒng)計(jì)研究表明，平均風(fēng)速的時(shí)間間隔取為()較為穩(wěn)定。我國(guó)采用的平均風(fēng)速時(shí)間間隔為()。5、海上風(fēng)與陸地風(fēng)相比，具有“兩高兩低”的特點(diǎn)，即()、()及()、()等。6、()和()是確定風(fēng)況的兩個(gè)重要參數(shù)；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最重要的參數(shù)是()和()；標(biāo)志電能質(zhì)量的兩個(gè)基本指標(biāo)是()和()。7、風(fēng)力發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時(shí)，輪轂高度處的最低風(fēng)速稱為()；風(fēng)力發(fā)電機(jī)達(dá)到額定功率輸出時(shí)的風(fēng)速稱為()；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的最大風(fēng)速稱為()；風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)所能承受的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速稱為()。8、現(xiàn)階段我國(guó)使用的風(fēng)電機(jī)組出口電壓大多為()V或()V。9、盛行風(fēng)向基本不變的風(fēng)電場(chǎng)，常采用()布局；海上風(fēng)電場(chǎng)還可以采用()布局;盛行風(fēng)向變化的風(fēng)電場(chǎng)，常采用()布局，要求機(jī)組間隔為()倍的風(fēng)輪直徑。10、不可壓縮流體是指不考慮()的流體，理想氣體是指()的流體，完全氣體是指()的氣體。11、完全氣體的基本狀態(tài)參數(shù)方程為()。對(duì)于風(fēng)來說，其密度可具體表示為()。注：公式中的壓強(qiáng)單位為kPa。12、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣是指：海平面上，氣壓為()、溫度為()、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案風(fēng)的密度為( )。13、某地風(fēng)的密度為 ，平均風(fēng)速為 v1，則風(fēng)壓為 ( )，風(fēng)的功率密度為( )。14、若風(fēng)的壓力為 101kPa，溫度為 15℃，則其壓縮性系數(shù)為 ( )，膨脹性系數(shù)為( )。15、流體的運(yùn)動(dòng)粘度 與動(dòng)力粘度 的關(guān)系為( )。通過所說的流體粘度是指 ( )，液壓油、潤(rùn)滑油等采用 ( )對(duì)應(yīng)其牌號(hào)，如 32號(hào)液壓油等。16、關(guān)于粘度與溫度的關(guān)系，正確的是 ( )A、液體粘度隨溫度升高而增大 B、氣體粘度隨溫度升高而增大C、液體粘度與溫度無關(guān) D、氣體粘度隨溫度升高而降低17、流體力學(xué)三種力學(xué)模型分別是連續(xù)性介質(zhì)模型、 ( )及( )等。其中，連續(xù)性介質(zhì)模型的意義在于 ( )。第二章1、描述流體運(yùn)動(dòng)的方法主要有 ( )和( )。其中，控制體是( )法的研究對(duì)象，它是指 ( )。2、描述流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法著眼于 ( )，歐拉法著眼于 ( )。我們研究“空氣動(dòng)力學(xué)”采用的是 ( )。3、關(guān)于流管及流線，不正確的是 ( )A、除奇點(diǎn)、駐點(diǎn)及相切點(diǎn)外，流線不能相交 B、流管內(nèi)的流體不會(huì)穿出流管C、流管的粗細(xì)不會(huì)發(fā)生變化 D、流管內(nèi)的表面由流線構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案注：名詞解釋——流線與渦線、名詞解釋：有效截面5、流體流動(dòng)所遵循三個(gè)基本定律分別是()、()及()。其中，連續(xù)性方程是()在流體力學(xué)中的應(yīng)用，伯努利方程()在流體力學(xué)中的應(yīng)用，動(dòng)量方程是()在流體力學(xué)中的應(yīng)用。6、應(yīng)用伯努利方程時(shí)，兩有效截面間()A、必須是急變流B、可以出現(xiàn)急變流C、必須是緩變流D、必須是均勻流7、根據(jù)Froude-Rankin定理，風(fēng)力機(jī)葉輪處的風(fēng)速v與其上游風(fēng)速v1及下游風(fēng)速v2的關(guān)系是()。8、根據(jù)Betz理論，風(fēng)力機(jī)從自然風(fēng)中一次所獲取的能量是有限的，其極限值是()，取該極限值時(shí)的軸向誘導(dǎo)因子a=()。此時(shí)，葉輪處風(fēng)速v與上游風(fēng)速v1的關(guān)系是()，下游風(fēng)速v2與上游風(fēng)速v1的關(guān)系是()。9、Betz理論中，風(fēng)能利用系數(shù)cp的表達(dá)式為()，推力系數(shù)cT的表達(dá)式為()，轉(zhuǎn)矩系數(shù)cM與風(fēng)能利用系數(shù)cp間的關(guān)系是()。10、風(fēng)力機(jī)葉片的能量損失除余速損失外，主要有()、()及()等。11、風(fēng)力機(jī)側(cè)的全效率等于風(fēng)能利用系數(shù)、傳動(dòng)效率(含齒輪箱效率)、發(fā)電系統(tǒng)效率及升壓變流效率()。12、風(fēng)力機(jī)的Glauert理論考慮了風(fēng)的()，所得到的風(fēng)能利用系數(shù)表達(dá)式為()；Wilson理論則進(jìn)一步考慮了()，所得的風(fēng)能利用系數(shù)更精確些。13、名詞解釋：軸向誘導(dǎo)因子a、切向誘導(dǎo)因子a。(1)軸向誘導(dǎo)因子a：由于風(fēng)力機(jī)葉輪接受風(fēng)能旋轉(zhuǎn)所引起的葉輪處軸向風(fēng)速的變化率(減少)，即av1vv1。(2)切向誘導(dǎo)因子a：由于風(fēng)力機(jī)葉輪接受風(fēng)能旋轉(zhuǎn)所引起的葉輪周向風(fēng)速的變化率(增加)，即aur。r14、風(fēng)繞流風(fēng)力機(jī)的葉片翼型時(shí)，其雷諾數(shù)表達(dá)式為()，雷諾數(shù)的物理意義是( )。15、根據(jù)動(dòng)量理論，風(fēng)力機(jī)葉片入流角 ( )。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案第三章1、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)形式有()、()、()和()。其中，()的運(yùn)動(dòng)稱為有旋運(yùn)動(dòng)。2、斯托克斯定理給出了()與()間的等量關(guān)系；湯姆遜定理指出旋渦具有()的性質(zhì)；亥姆霍茲第一定理的表達(dá)式可寫作()。3、在正攻角繞流翼型時(shí)，其啟動(dòng)渦是沿來流風(fēng)速的()方向，而附著渦是沿來流風(fēng)速的()方向，且兩渦的渦通量()，符合()定理。4、()、()和()三種基本的流動(dòng)疊加，可以得到理想不可壓縮空氣繞物型的有升力流動(dòng)。5、庫(kù)塔-儒可夫斯基升力公式是()，方向是()。6、關(guān)于邊界層的說法，不正確的是()、邊界層的厚度順著氣流的方向逐漸增加、邊界層內(nèi)的氣流速度在壁面處為零C、所謂邊界層是指貼壁處速度變化很大的薄層、邊界層內(nèi)的氣流處于無旋狀態(tài)注：名詞解釋——速度邊界層、以氣流繞流翼型為例，解釋邊界層分離現(xiàn)象，并指出分離原因。粘性流體繞流翼型時(shí)，在順壓區(qū)段，氣流降壓加速，不會(huì)發(fā)生邊界層分離；但在逆壓區(qū)段，由于氣流降速增壓，速度逐漸減少，加之粘性的阻滯作用，在翼型某位置處，流速降為零，之后在逆壓作用，邊界層將從脫離翼型， 形成與主流相反的回流， 這種現(xiàn)象就稱為邊界層分離。因此，邊界層分離的兩個(gè)必要條件為： (1)處于逆壓區(qū)段；(2)流體粘性的阻滯作用。8、卡門渦街是 ( )的旋渦組合。A、對(duì)稱產(chǎn)生且旋轉(zhuǎn)方向相同 B、交替產(chǎn)生且旋轉(zhuǎn)方向相同C、對(duì)稱產(chǎn)生且旋轉(zhuǎn)方向相反D、交替產(chǎn)生且旋轉(zhuǎn)方向相反注：名詞解釋——卡門渦街9、美國(guó)塔科瑪峽谷上的懸索橋1940年由于風(fēng)吹墜毀，其根本原因是()。10、風(fēng)力機(jī)的翼型通常具有()流型，這種物型將使流經(jīng)物面壓強(qiáng)升高區(qū)的所謂()小些，從而推遲邊界層分離。11、實(shí)際流體繞流翼型時(shí)，隨著攻角的增加，繞流的尾跡區(qū)將()。12、風(fēng)力機(jī)葉片的入流角與攻角、槳距角的關(guān)系是()。13、請(qǐng)圖示給出風(fēng)力機(jī)葉輪某半徑處翼型的速度三角型及受力分析(連同翼型一起做出)。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案注：名詞解釋——攻角、臨界攻角、槳距角、入流角14、翼型的厚度或彎度增加，將使其繞流的升力系數(shù) ( )、阻力系數(shù)( )，升阻比( )。15、翼型說明：NACA2412 、NACA23012 、NACA65-212 等。、何謂風(fēng)力機(jī)實(shí)度，并指出其主要影響。17、請(qǐng)示意性做出某翼型的埃菲爾極曲線，并標(biāo)明 clmax、cdmin及 max等。注：埃菲爾極曲線——繞流翼型的埃菲爾極曲線是指在不同的 ( )下( )與( )的關(guān)系曲線。、名詞解釋：幾何弦、氣動(dòng)弦、壓力中心、寫出Lilenthal氣動(dòng)系數(shù)的表達(dá)式。20、繞流翼型的升力系數(shù)與哪些因素有關(guān):()A、僅與翼型B、僅與攻角C、與翼弦與攻角D、與翼型與攻角21、繞流翼型時(shí)的失速是指()A、風(fēng)失去速度B、繞流風(fēng)速太快C、攻角大于臨界攻角時(shí)的狀態(tài)D、攻角小于臨界攻角時(shí)的狀態(tài)注：名詞解釋——繞流失速21、繞流風(fēng)力機(jī)葉輪某葉素時(shí)的升力可表示為 ( )，阻力可表示為 ( )。注：(1)名詞解釋——繞流升力與阻力解釋繞流翼型升力產(chǎn)生的原因。22、非對(duì)稱翼型的零升攻角是()A、一個(gè)小的正攻角B、一個(gè)小的負(fù)攻角C、臨界攻角D、繞流阻力為零的攻角23、關(guān)于升阻比，正確的是()、在最大升力系數(shù)時(shí)阻力系數(shù)一定最小B、最大升阻比時(shí)達(dá)到失速攻角C、某翼型的最大升阻比隨攻角改變而改變、翼型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其升阻比達(dá)到最大24、對(duì)于薄翼型，失速之前的升力系數(shù)cl與攻角的關(guān)系式為()。25、不同翼型，在相同的攻角下其升力系數(shù)也不同。相比較而言，平凸翼型升力系數(shù)()，對(duì)稱翼型的升力系數(shù)()，雙凸翼型的升力系數(shù)()。、解釋相比于阻力型風(fēng)力機(jī)，升力型風(fēng)力機(jī)獲取風(fēng)能更多的原因。(1)阻力型風(fēng)力機(jī)：wv1uv1(1)，其中，葉尖速比1，因此對(duì)于阻力型葉輪翼型的來流速度w一定小于風(fēng)速v1，則獲取的風(fēng)能PuFu將更小。(2)升力型風(fēng)力機(jī)：wu2v12v112，其中，葉尖速比0，因此對(duì)于升力型葉輪翼型的來流速度w一定大于風(fēng)速v1，則獲取的風(fēng)能PuFu將會(huì)更大些。、解釋旋轉(zhuǎn)風(fēng)杯式風(fēng)輪不能用于風(fēng)力發(fā)電，而常用于測(cè)量風(fēng)速的原因。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案、風(fēng)力機(jī)葉片從葉根到葉尖，其弦長(zhǎng)及扭角如何變化？并解釋原因。第四章1、軸向誘導(dǎo)因子a和切向誘導(dǎo)因子a的關(guān)系可寫作()。2、風(fēng)力機(jī)翼型優(yōu)化設(shè)計(jì)，即取風(fēng)能利用系數(shù)最大時(shí)，軸向誘導(dǎo)因子a和切向誘導(dǎo)因子a的關(guān)系是()。注：優(yōu)化設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)翼型時(shí)，13a中如何獲得的？a14a3、風(fēng)能利用系數(shù)cp和轉(zhuǎn)矩系數(shù)cM的關(guān)系是()。進(jìn)一步可知，cM最大時(shí)，cp()最大。4、根據(jù)風(fēng)力機(jī)的葉素-動(dòng)量理論，試指出對(duì)于已運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)，如何求得其軸向誘導(dǎo)因子a和切向誘導(dǎo)因子a。已知：arcn，arct；要求：寫出主要公式。1a4sin21a4sincos采用迭代法求得a和a：(1)假設(shè)aa0；(2)求入流角：((1a)v1)或(ar)；arctga)arctgav1(1r(3)求運(yùn)行攻角：；(槳距角已知)；(4)利用翼型cl、cd曲線，獲得升力系數(shù)cl和阻力系數(shù)cd；(5)計(jì)算lilenthal氣動(dòng)系數(shù)：cnclcoscdsin；ctclsincdcos；(6)將上述已知量代入所給公式arcn，arct，其中，r稱為a4sin21a4sin1cos局部實(shí)度：Zc。因此，可分別求得a和a。rr2(7)考察所得a和a的值與假設(shè)對(duì)照，不同，則使新求得的a和a，重復(fù)(2)~(6)步驟，直到新求得的a和a與假設(shè)符合精度要求為止。5、示意性作出某風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)的cp、cM及cs曲線，并獲取不同風(fēng)速下的cpmax曲線。6、結(jié)合風(fēng)力機(jī)性能曲線cp、cM及cs，簡(jiǎn)述隨著槳距角增大，風(fēng)力機(jī)的cpmax標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案及cMmax如何變化？記啟動(dòng)力矩如何變化？ cs如何變化？空載葉尖速比又如何變化？、簡(jiǎn)述變槳調(diào)節(jié)的主要作用。、示意性畫出風(fēng)力機(jī)的控制策略曲線。第五章1、風(fēng)力機(jī)葉片的主體材料目前常用()及()等；葉片葉根處的翼型具有()、()及()等特點(diǎn)。2、風(fēng)力機(jī)載荷根據(jù)其來源可分為()、()、()及()等。3、風(fēng)力機(jī)載荷引起的振動(dòng)按作用效果可分為()、()，甚至是()、()及()等。、名詞解釋：塔影效應(yīng)指當(dāng)風(fēng)力機(jī)葉輪葉片經(jīng)過塔架時(shí)， 對(duì)葉片身及塔架產(chǎn)生的周期性不利影響， 如繞流塔架的氣流對(duì)葉片(上風(fēng)向風(fēng)力機(jī) )將產(chǎn)生前擾，影響工作穩(wěn)定性；對(duì)塔架而言，葉片每經(jīng)過一次，作用在其上的氣動(dòng)力會(huì)突減一次，將產(chǎn)生周期性載荷及振動(dòng)等。5、風(fēng)力機(jī)所受載荷引起的低倍頻相對(duì)于高倍頻而對(duì)振動(dòng)的影響 ( )，特別是發(fā)生( )時(shí)更明顯。6、示意性畫出風(fēng)力機(jī)機(jī)艙 -塔架系統(tǒng)的坎貝爾圖，簡(jiǎn)述其構(gòu)成與主要作用。第六章1、在保證相同翼型、葉片數(shù)及葉片材料等的情況下， 若兩風(fēng)力機(jī)葉輪 ( )、( )及( )，則認(rèn)為兩風(fēng)力機(jī)相似，可以進(jìn)行相似變換。2、在幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似的前提下，如果保證兩風(fēng)力機(jī) ( )及( )相等，則兩標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案風(fēng)力機(jī)動(dòng)力一定相似。3、相似理論應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)時(shí)，要特別考察其葉片縮放對(duì)性能參數(shù)的影響，如兩風(fēng)力機(jī)相似，其功率P與葉片半徑R的關(guān)系為(P2(R2)2)；轉(zhuǎn)矩M與葉片半徑R的關(guān)系為P1R1(M2R2)3)；推力S與葉片半徑S2R2)2)；轉(zhuǎn)速與葉片半徑RM1(R的關(guān)系為((R1S1R1的關(guān)系為(2R1)；重力G與葉片半徑R的關(guān)系為(G2(R2)3)；離心力C與葉片1R2G1R1半徑R的關(guān)系為(C2(R2)2)；重力產(chǎn)生的應(yīng)力G與葉片半徑R的關(guān)系為C1R1(G2R2)；離心力產(chǎn)生的應(yīng)力C與葉片半徑R的關(guān)系為(C21)；氣動(dòng)力產(chǎn)生的G1R1C1應(yīng)力F與葉片半徑R的關(guān)系為(F21)等。F14、根據(jù)相似理論，一臺(tái)無共振的風(fēng)力機(jī)，按相似準(zhǔn)則變換設(shè)計(jì)后，()共振。5、根據(jù)相似理論，風(fēng)力機(jī)相似變換后，振動(dòng)阻尼系數(shù)與葉輪的直徑()。6、進(jìn)行風(fēng)力機(jī)相理論應(yīng)用時(shí)，要特別注意()的影響及()的影響。計(jì)算示例1、一水平軸風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)速為 v1時(shí)輸出功率為 P。該風(fēng)電機(jī)組的機(jī)側(cè)全效率為 ，當(dāng)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為 n時(shí)，求其風(fēng)輪直徑和葉尖速比。已知使用條件下的平均風(fēng)壓取為 p，平均風(fēng)溫取為t。解：(1)根據(jù)機(jī)側(cè)全效率求風(fēng)功率：PrP利用風(fēng)功率公式求風(fēng)輪掃掠面積：標(biāo)準(zhǔn)A

實(shí)用文案P1 v132其中，風(fēng)密度 可根據(jù)克拉柏隆方程求得，即p3.485T風(fēng)輪直徑為：D

4A利用葉尖速比公式可得：RRnv1 30v12、一風(fēng)輪直徑為d的水平軸風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)速v1時(shí)的額定功率為P。當(dāng)該風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)效率為d，發(fā)電機(jī)效率為g，升壓變流等效率為t，求該風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)能利用系數(shù)。已知使用條件下的平均風(fēng)壓取為 p，平均風(fēng)溫取為 t。解：(1)獲得風(fēng)功率：1Av132其中，風(fēng)密度 可根據(jù)克拉柏隆方程求得，即3.485

pT獲得風(fēng)電機(jī)組的機(jī)側(cè)全效率：PrP利用全效率求風(fēng)能利用系數(shù)：cpmetcpmet3、一個(gè)Z葉片的水平軸風(fēng)力機(jī)，其風(fēng)輪某葉素翼型弦長(zhǎng)c，升力系數(shù)為cl，升阻比為。若葉素翼型的平均來流速度取w，試求此葉素單位長(zhǎng)度翼型上所產(chǎn)生的速度環(huán)量及翼型所受到的氣動(dòng)合力F。(風(fēng)的密度取為)解：(1)利用升力公式求葉素單位長(zhǎng)度翼型升力：12NFlZ2clwc根據(jù)庫(kù)塔-儒可夫斯基升力公式可得速度環(huán)量：FlwFlm2/sw利用升阻比求葉素單位長(zhǎng)