基于網(wǎng)格測試的風輪葉尖尾跡區(qū)聲輻射研究.pdf

1、運行速度和氣動載荷相對較高的葉尖區(qū)域是風輪聲輻射的主要聲源區(qū)域,同時也是將風能轉(zhuǎn)換為機械能的主要區(qū)域。所以將葉尖區(qū)域作為改善風力機性能和探索降噪途徑的主要關(guān)注點,成為當前風力機降噪研究的熱點。同時風輪葉尖噪聲產(chǎn)生的物理機制至今尚未完全明確,因此葉尖區(qū)域噪聲問題更加值得關(guān)注。作者搭建了簡潔、有效,比較容易實現(xiàn)的聲學試驗平臺,利用BSWAVS302USB振動噪聲采集分析系統(tǒng)在風洞開口試驗段,對不同尖速比條件下的水平軸風力機風輪葉尖下游近尾跡

2、進行聲輻射測試,對葉尖下游的輻射噪聲頻譜和聲壓進行了分析。并探索了風輪實現(xiàn)葉尖結(jié)構(gòu)的改進,在葉尖加裝V型與S型小翼,通過改善葉尖區(qū)域的流場,研究其對風輪近尾跡聲輻射外特性的影響情況。試驗研究結(jié)果表明:風輪旋轉(zhuǎn)過程中,風力機葉尖輻射噪聲頻譜是由葉片通過頻率的基頻及其諧波構(gòu)成的離散噪聲疊加在寬頻噪聲上而組成的,其中葉片離散的旋轉(zhuǎn)噪聲在總噪聲級中占主導地位。由于在葉尖翼型后緣下游存在葉尖渦和附著渦誘導效應(yīng)區(qū),對于流場的擾動較大,在風輪葉尖區(qū)域

3、葉片周圍存在高壓力脈動區(qū)域,大部分噪聲主要是由葉片外圍部分產(chǎn)生。風輪葉尖附加V型和S型小翼可以有效放大風輪功率。對加V型和S型小翼葉尖近尾跡聲輻射的測試結(jié)果表明,加小翼風輪葉尖區(qū)的近尾跡聲輻射規(guī)律與不加小翼時相似,但是加裝V型或S型小翼風輪葉尖區(qū)噪聲都有不同程度的降低。加裝S型小翼風輪平均降噪效果要優(yōu)于V型小翼。同時加裝S型次優(yōu)小翼風輪降噪效果最佳,在測試范圍內(nèi)降噪幅度為2~7dB。小翼特殊結(jié)構(gòu)改善了葉尖的氣動特性,降低葉尖渦的出現(xiàn)頻率