基于Combo Array測試及Beamforming的風(fēng)輪聲源識別.pdf

1、風(fēng)電已經(jīng)成為世界電能的一個主要來源,風(fēng)力機的噪聲問題成為制約其廣泛應(yīng)用的因素之一。運行的風(fēng)輪附近是風(fēng)力機氣動聲源的主要區(qū)域。本文以風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面作為聲源面,應(yīng)用B&K60通道Combo Array在不同來流風(fēng)速和尖速比下對水平軸風(fēng)力機近尾跡聲場進(jìn)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(chǔ)上,對安裝不同小翼風(fēng)力機聲源面內(nèi)的聲源進(jìn)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(fēng)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(fēng)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(fēng)速和尖速比的變化而變化,但是聲源

3、所對應(yīng)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(fēng)輪尖速比波動引起的。
　　加裝結(jié)構(gòu)合適的小翼后,風(fēng)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(yuǎn)。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(yuǎn),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(yuǎn)。
　　本文在低速風(fēng)洞實驗室中,成功地將Combo Array測試技術(shù)和波束形成算法應(yīng)用于水平軸風(fēng)力機風(fēng)輪聲源識別,得到了較好的測試和計算分析結(jié)果。研究結(jié)果表明,陣列測試法能夠較好的采集到運行風(fēng)力機產(chǎn)生的復(fù)雜聲場信息,可以定位運動聲源,為旋轉(zhuǎn)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(fēng)力機近尾跡壓力測試和流動測試分析提供對