基于Combo Array測試及Beamforming的風輪聲源識別.pdf

1、風電已經(jīng)成為世界電能的一個主要來源,風力機的噪聲問題成為制約其廣泛應用的因素之一。運行的風輪附近是風力機氣動聲源的主要區(qū)域。本文以風輪旋轉平面作為聲源面,應用B&K60通道Combo Array在不同來流風速和尖速比下對水平軸風力機近尾跡聲場進行了聲陣列測試,對各通道采集的陣列傳聲器數(shù)據(jù)運用波束形成算法計算分析聲源面內(nèi)的聲源分布規(guī)律。在此基礎上,對安裝不同小翼風力機聲源面內(nèi)的聲源進行研究,分析葉尖小翼對聲源面內(nèi)聲源的影響。
　　通

2、過聲源面內(nèi)聲功率頻譜圖分析可知:在低頻帶1152~2544Hz、高頻帶3712~5632Hz兩個分析頻帶內(nèi),聲源面內(nèi)的聲功率級分別隨著尖速比和風速的增加而增大,頻率越高,增大的幅度越高;而且,這種趨勢隨尖速比的變化比隨風速的變化更明顯。
　　低頻帶聲源在葉片上的位置主要集中在r/R=0.6~0.67區(qū)域附近,高頻帶聲源主要集中r/R=0.77~0.84區(qū)域附近;在分析頻帶內(nèi),聲源在葉片上的位置不隨風速和尖速比的變化而變化,但是聲源

3、所對應的頻率隨r/R增大而增高。聲源分布呈不對稱性,聲源分布不對稱性是由聲源的指向性和運行風輪尖速比波動引起的。
　　加裝結構合適的小翼后,風力機的噪聲總聲壓級降低,聲源面內(nèi)低頻區(qū)間能量降低,高頻區(qū)間能量增加。同時,在低、高頻帶內(nèi)聲源在葉片上的位置沿徑向向外移動,低頻帶聲源位置比高頻帶聲源移動的距離更遠。四種小翼對比分析發(fā)現(xiàn),降噪效果最差的V2型小翼低頻帶聲源位置沿徑向方向移動的距離最遠,高頻段聲源位置沿徑向方向移動的距離最近;降

4、噪效果最好的S1型小翼低頻帶聲源位置沿徑向方向移動的距離最近,高頻段聲源位置沿徑向方向移動的距離最遠。
　　本文在低速風洞實驗室中,成功地將Combo Array測試技術和波束形成算法應用于水平軸風力機風輪聲源識別,得到了較好的測試和計算分析結果。研究結果表明,陣列測試法能夠較好的采集到運行風力機產(chǎn)生的復雜聲場信息,可以定位運動聲源,為旋轉機械氣動噪聲測試分析積累了實驗經(jīng)驗。同時,也為水平軸風力機近尾跡壓力測試和流動測試分析提供對