風(fēng)輪近尾跡聲輻射與流動(dòng)相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)探索.pdf

1、（學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：動(dòng)力機(jī)械及工程學(xué)科名稱：動(dòng)力機(jī)械及工程論文題目：風(fēng)輪近尾跡聲輻射與流動(dòng)相關(guān)性論文題目：風(fēng)輪近尾跡聲輻射與流動(dòng)相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)探索的實(shí)驗(yàn)探索英文題目：英文題目：TestonCrelationofSoundRadiationFlowinNearWakeofRot學(xué)生姓名：陳天閣學(xué)生姓名：陳天閣導(dǎo)師姓名：高志鷹教授導(dǎo)師姓名：高志鷹教授二○一五年六月二○一五年六月碩士學(xué)位論

2、文碩士學(xué)位論文分類號(hào):分類號(hào):學(xué)校代碼:學(xué)校代碼:1012810128UDC:學(xué)號(hào):學(xué)號(hào):201211001300201211001300內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要風(fēng)能可永續(xù)利用的資源特點(diǎn)決定了其作為可持續(xù)發(fā)展能源的地位，同時(shí)零排放的特點(diǎn)使其具有化石能源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但風(fēng)力機(jī)的噪聲問(wèn)題也成為制約其廣泛應(yīng)用的因素之一。風(fēng)力機(jī)的噪聲與風(fēng)輪近尾跡流動(dòng)息息相關(guān)。本文在風(fēng)洞開(kāi)口實(shí)驗(yàn)段，采用噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)和熱線風(fēng)速儀，同步采集水平軸風(fēng)力機(jī)近

3、尾跡內(nèi)10個(gè)截面、13個(gè)方位角1040個(gè)測(cè)點(diǎn)的聲場(chǎng)和流場(chǎng)信息，并對(duì)噪聲數(shù)據(jù)與流動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，初步分析了近尾跡聲輻射與流動(dòng)之間的關(guān)聯(lián)性。聲信號(hào)的頻譜中，低頻段存在與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)基頻成諧波關(guān)系、幅值隨著階次升高而降低的葉片通過(guò)噪聲；高頻段的渦流噪聲無(wú)明顯峰值，是一種隨著頻率升高噪聲能量逐漸衰減的寬帶噪聲。聲壓分析結(jié)果表明，葉片中部的噪聲整體高于葉尖位置，聲的指向性造成聲壓沿周向分布不均勻，隨著測(cè)試截面的后移，聲壓級(jí)呈衰減的趨勢(shì)。各測(cè)試截

4、面的軸向平均速度分布規(guī)律顯示，從風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸沿徑向向外，速度均為先減小后增大，最大的速度衰減位置位于相對(duì)半徑0.7R~0.85R之間。葉尖渦比中心渦的影響區(qū)域大，但是速度衰減程度比中心渦區(qū)域??；由于風(fēng)力機(jī)塔架繞流的影響，造成速度衰減程度沿周向的不均勻分布，隨著測(cè)試截面的后移速度衰減區(qū)域增大，表明尾流不斷向下游發(fā)展擴(kuò)散。通過(guò)風(fēng)輪近尾跡噪聲輻射規(guī)律與流場(chǎng)分布規(guī)律對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，軸向平均速度與聲壓級(jí)有相同的變化趨勢(shì)，兩者存在顯著相關(guān)性。脈動(dòng)速度均

5、方根與聲壓級(jí)只在一定范圍內(nèi)變化規(guī)律相同，兩者之間也存在著明顯的差異性，說(shuō)明相關(guān)性較軸向平均速度與聲壓級(jí)的相關(guān)性弱。統(tǒng)計(jì)分析得到的相關(guān)系數(shù)也顯示，軸向平均速度及脈動(dòng)速度均方根均與聲壓級(jí)存在顯著相關(guān)性，而由于湍流度在整個(gè)尾跡區(qū)域內(nèi)分布的高度不均勻性，使得兩者之間的相關(guān)性比較微弱。分析表明，噪聲與流動(dòng)存在著不可分割的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。本文在低速風(fēng)洞開(kāi)口實(shí)驗(yàn)段，成功地將噪聲與流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于水平軸風(fēng)力機(jī)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了噪聲參數(shù)與流動(dòng)參數(shù)的同步采集，實(shí)