基于網(wǎng)格測(cè)試的風(fēng)輪葉尖尾跡區(qū)聲輻射研究.pdf

1、運(yùn)行速度和氣動(dòng)載荷相對(duì)較高的葉尖區(qū)域是風(fēng)輪聲輻射的主要聲源區(qū)域,同時(shí)也是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要區(qū)域。所以將葉尖區(qū)域作為改善風(fēng)力機(jī)性能和探索降噪途徑的主要關(guān)注點(diǎn),成為當(dāng)前風(fēng)力機(jī)降噪研究的熱點(diǎn)。同時(shí)風(fēng)輪葉尖噪聲產(chǎn)生的物理機(jī)制至今尚未完全明確,因此葉尖區(qū)域噪聲問(wèn)題更加值得關(guān)注。作者搭建了簡(jiǎn)潔、有效,比較容易實(shí)現(xiàn)的聲學(xué)試驗(yàn)平臺(tái),利用BSWAVS302USB振動(dòng)噪聲采集分析系統(tǒng)在風(fēng)洞開(kāi)口試驗(yàn)段,對(duì)不同尖速比條件下的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉尖下游近尾跡

2、進(jìn)行聲輻射測(cè)試,對(duì)葉尖下游的輻射噪聲頻譜和聲壓進(jìn)行了分析。并探索了風(fēng)輪實(shí)現(xiàn)葉尖結(jié)構(gòu)的改進(jìn),在葉尖加裝V型與S型小翼,通過(guò)改善葉尖區(qū)域的流場(chǎng),研究其對(duì)風(fēng)輪近尾跡聲輻射外特性的影響情況。試驗(yàn)研究結(jié)果表明:風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,風(fēng)力機(jī)葉尖輻射噪聲頻譜是由葉片通過(guò)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(jí)中占主導(dǎo)地位。由于在葉尖翼型后緣下游存在葉尖渦和附著渦誘導(dǎo)效應(yīng)區(qū),對(duì)于流場(chǎng)的擾動(dòng)較大,在風(fēng)輪葉尖區(qū)域

3、葉片周圍存在高壓力脈動(dòng)區(qū)域,大部分噪聲主要是由葉片外圍部分產(chǎn)生。風(fēng)輪葉尖附加V型和S型小翼可以有效放大風(fēng)輪功率。對(duì)加V型和S型小翼葉尖近尾跡聲輻射的測(cè)試結(jié)果表明,加小翼風(fēng)輪葉尖區(qū)的近尾跡聲輻射規(guī)律與不加小翼時(shí)相似,但是加裝V型或S型小翼風(fēng)輪葉尖區(qū)噪聲都有不同程度的降低。加裝S型小翼風(fēng)輪平均降噪效果要優(yōu)于V型小翼。同時(shí)加裝S型次優(yōu)小翼風(fēng)輪降噪效果最佳,在測(cè)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(dòng)特性,降低葉尖渦的出現(xiàn)頻率