风力机叶尖噪声数值模拟精品PPT课件
风力机叶尖涡的数值模拟
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎｉ ｐ ｒｏ ｍｅ ｎｔ ｅ １ ８ｓ ａｅ ｄ ｌ ｆＮＲＥＩ Ｐｈ ｓ Ｉｂ ａ ｅ， ｏｖｎ ｎ ｍｅ ｉａ ｍｕａ ｉ ｓ ｅ ｆｒ ｄｏ ｈ ／ ｃ ｌｄ ｍｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ａ ｅ Ｖ ｌｄ ｓ ｌｉｇ
第４ ３卷 第 ５ 期
２１ ０ １年 １ Ｏ月
南 京 航 空 航 天 大 学 学 报
ｔｏ ａ ｔ ｃ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｉｇ Ｕ ｎｉ ｅ ｓｔ ｆ Ａ ｅ ｏｎａ ｉｓ ＆ Ａｓｒ ｎ ｕ ｉｓ ｏ ｒ ａ ｆ Ｎａ ｊ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｒ ｕｔｃ ｎ
粒 子 成 像 测 速 （ ａｔ ｌ ｉ ｇ ｅｏｉ ｔｙ Ｉ Ｐ ｒｉ ｅ ｍａ ｅｖ ｌｅ ｃ ｍｅｒ ，Ｐ Ｖ）
： 基 金 项 目 国家 重 点 基 础研 究 发 展 计 划 （九 七 三 ” 划 ）２ ０ Ｃ ７ ４０ ） 助项 目 ； 苏 省 创 新 学 者 攀 登 （ Ｋ２ ０ ０ ４ “ 计 （０ ７ Ｂ １ ６ ０ 资 江 Ｂ ０ ８４ ）
风力发电机PPT课件
图3-15 电磁式直流发电机结构
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（2）永磁式交流同步发电机
永磁式交流同步发电机的转子 上没有励磁绕组，因此无励磁绕 组的铜损耗，发电机的效率高； 转子上无集电环，发电机运行更 可靠；采用钕铁硼永磁材料制造 的发电机体积小，重量轻，制造 工艺简ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，因此广泛应用于小型 及微型风力发电机中。
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2）超同步运行状态。此时n>n1，转差率s<0，转子中的电流相序发 生了改变，频率为f2的转子电流产生的旋转磁场的转速与转子转速反方
向，功率流向如图所示。
3）同步运行状态。此时n=n1，f2=0，转子中的电流为直流，与同步
发电机相同。
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1
6
S
5
N
N
S 4
2 3
图3-17 凸极式永磁发电机结构示意图
1—定子齿 2—定子轭 3—永磁体转子 4—转子轴 5—气隙 6—定子绕组
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（3）硅整流自励式交流同步发电机
如下图，硅整流自励式交流同步发电机电路原理图。
硅整流自励式交流同步发电机一般带有励磁调节器，通过自动调节励 磁电流的大小，来抵消因风速变化而导致的发电机转速变化对发电机 端电压的影响，延长蓄电池的使用寿命，提高供电质量。
本章主要内容
3.1 风的特性及风能利用 3.2 风力发电机组及工作原理 3.3 风力发电机组的控制策略 3.4 风力发电机组的并网运行和功率补偿 3.5 风力发电的经济技术性评价
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风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟
风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟一、风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟概述风力涡轮机作为可再生能源领域的重要技术之一，其效率和性能直接影响到能源的转换效率和经济效益。
在风力涡轮机的运行过程中，叶片的气动噪声是一个不可忽视的问题，它不仅影响周围环境的声学舒适度，还可能对机器的长期运行造成不利影响。
因此，对风力涡轮机叶片气动噪声进行数值模拟，以预测和降低噪声，具有重要的实际意义。
1.1 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的重要性数值模拟作为一种高效、低成本的研究手段，可以对风力涡轮机叶片在不同工况下的气动噪声进行预测和分析。
通过数值模拟，可以深入理解噪声产生的机理，为叶片设计优化提供理论依据。
1.2 风力涡轮机叶片气动噪声的数值模拟的研究现状目前，气动噪声的数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）和声学模拟相结合的方法。
CFD用于模拟叶片周围的流场，而声学模拟则用于预测由此产生的噪声。
随着计算机技术的发展，数值模拟的精度和效率不断提高，已经成为风力涡轮机叶片气动噪声研究的重要工具。
二、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的理论基础2.1 气动噪声产生的机理气动噪声是由流体与固体表面相互作用产生的，其主要来源包括叶片表面的压力波动、尾迹涡流的脱落以及叶片与周围空气的湍流相互作用等。
这些因素共同作用，导致声波的辐射。
2.2 数值模拟方法数值模拟通常采用有限体积法（FVM）或有限元法（FEM）来离散控制方程，通过求解Navier-Stokes方程来模拟流场。
对于声学模拟，可以采用声学类比法（ANA）或直接求解声波方程的方法。
2.3 边界条件和模拟参数在进行数值模拟时，需要合理设置边界条件，包括入口和出口的流动条件、叶片表面的无滑移条件以及远场的辐射条件等。
此外，模拟参数的选择，如时间步长、网格密度等，也对模拟结果的准确性有重要影响。
三、风力涡轮机叶片气动噪声数值模拟的关键技术3.1 网格生成技术网格生成是数值模拟的第一步，它直接影响到模拟的精度和效率。
常见电机噪音分析PPT课件
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• 六、小结 • 1、倍频噪音峰值频率一般为电源频率的2、4倍，不随电机转速的改变而改变。 • 2、齿谐波、滑差噪音其峰值频率是随电机转速的改变而相应的增大或变小，给
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• 五、如何识别各种噪音及整改案例 • 案例一 • 9月12日空二反馈KFR-120L(1253L)V-SN5噪音大下线45台（生产550台），怀
疑为南丰LN100C电机引起，取样总装下线整机测试为100HZ倍频噪音，耳听有 较明显“嗡嗡”声 。将噪音大电机拆下装到筛选的负载进行测试，发现整机在 100Hz处无任何峰值，耳听音质很好。 • 经过对比发现，我们的测试负载比总装生产的整机，后板上电机安装区域多了三个 焊点，可见下图：
碰撞固体物产生单调声，也就是我们通常说 的“口哨效应”。 ②涡流噪声：风扇叶片转动时使周围气体产生 的涡流声，其频谱范围较宽。
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3、机械噪音 主要包含有轴承噪音、扫膛等机械部件产生 的磨擦声
四、常见的振动类型 声音发生于振动，没有振动就不会有声音。 所以讲电机噪声，先就要了解电机产生振动 的原因和种类。
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• 案例五 • 08年质控部抽测发现新亚厂家FW30X电机整改运行，有峰值噪音。通过分析认
为是电机轴与风叶结合部位匹配不良引起的滑差噪音。通过解剖发现风叶扁位要 比电机轴扁位长一些，两者配合时存在虚位。 • 随后要求注塑分厂对风叶注塑模进行改进，改后的风叶与电机轴结合更牢固了， 测试证明整机的滑差噪音得到了控制。 • 案例六 • 9月29日试制分厂反馈H柜机运行有噪音。
2021完整版《噪声的危害和控制》声现象PPT课件3
声 从环境保护的角度看
的
凡是妨碍人们正常休息、学
分
习和工作的声音，以及对人们要
类
听的声音产生干扰的声音。
（ 2 ） 噪 声 的 四 大 来 源
➢交通噪声：各种交通工具的喇叭声、
汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声
➢工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械
➢施工噪声：筑路、盖楼、打桩等。 ➢生活噪声：家庭噪声，娱乐场所、
视频：给电视机调节音量
（2）在传播过程中减弱：
隔音屏、 植树造林 ……
视频：路边的隔音屏
（3）在人耳处减弱：
护耳器、 耳塞、 耳罩、 头盔 ……
视频：窗 消音布
道路两旁植树 工厂里的隔音板
禁止鸣喇叭的标志 你在哪些地方看见过这样的标志？
我国城市环境声强级标准/dB
1. 噪声的来源
➢噪声是发声体做无规则振动时发出的声音； ➢凡是妨碍人们正常休息、学习、工件的声音都 是噪声。
2. 噪声强弱的等级和危害
➢噪声的单位是：分贝，符号为dB。适宜学习的 强度为30～40dB； ➢危害：从心理上、生理上和物理上都能产生一 系列的效应。
3. 控制噪声
➢在声源处控制； ➢在传播过程中控制； ➢在人耳处控制。
保护听力的最高限度 保证工作和学习的最高限度
保证休息和睡眠的最高限度
3.控制噪声
声音从产生到引起听觉有三个阶段：
声源 ______ 空气等介 鼓膜 ______
振动
质的传播 振动
防止噪
声产生
(消声)
阻断噪
声的传播
(吸声)
防止噪声
进入耳朵
(隔声)
减弱噪声的方法
（1）在声源处减弱：
改变、 减少 或停止 声源振动。
离心风机噪声模拟ppt课件
弹簧近似 光滑模型
动态分层 模型
局部网格 重划模型
离心风机内部流场的噪声模拟及结果的对比分析
一、模型的建立过程
模型尺寸的建 立
考虑一个多叶片前向式的离心式风 机。该风机包含32个叶片，每一个 叶片的弦长为13.5mm，叶片前缘距 离中心位置大约为57mm，外部壁面 的半径以指数形式从86mm增长到 116mm。进口处的总压设置为300Pa， 然后从出口流入环境（环境静压为 0Pa）。所有的叶片都以261rad/s 角 速度旋转。流动假设为湍流。
。
动网格里面有三种网格的自 我更新和修复模式
多参考系模型和动 网格模型的区别？
（1）多参考系模型需要建 立多个域，实际上还是计 算区域运动，是一个独立 区域内所有网格一起运动， 而动网格则是真正意义上 的网格运动。 （2）多参考系模型不会涉 及到网格的变形与重生， 但是要设计到交界面设置。 （3）多参考系模型不会造 成网格负体积，而动网格 极易形成负网格。 （4）风机叶轮转动时极易 造成负网格的产生。因此 本次模拟采用的是更为准 确的多参考系模型。
涡流噪声
绪论
增强叶栅的气动力栽荷，降低圆周速度
降
低
合理的蜗舌间隙和蜗舌半径
离
心
风
蜗舌倾斜或者做成阶梯型蜗舌
机
涡
流 噪
叶轮入(出)口处加紊流化装置
音
的
方
在动叶进出气边上设锯齿形结构
法
在蜗舌处设置声学共振器
绪论
三、FLUENT处理旋转机械内部流动问题的模型
旋转坐标系模型 (Rotating Reference Frame)
产生涡旋， 造成涡流 噪音
离心风机内部流场的噪声模拟及结果的对比分析
风力机叶尖涡的数值模拟
第43卷第5期2011年10月 南 京 航 空 航 天 大 学 学 报Journal of Nanjing U niversity of Aero nautics &Astronautics Vo l.43N o.5 O ct.2011风力机叶尖涡的数值模拟钟 伟 王同光(南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室,南京,210016)摘要:以N R EL P hase Ⅵ叶片的1/8模型为对象,采用有限体积法求解不可压缩雷诺平均的N avier -Stokes 方程组,模拟了风力机叶片的绕流和尾流,分析了叶尖涡的生成和发展过程。
结果显示:在叶片尖部,从前缘开始生成的压力面一侧漩涡和从约1/2弦线开始生成的吸力面一侧漩涡在尾缘附近汇合并脱出形成叶尖涡;在近尾流区域,叶尖涡先局部向内迁移,但其原因并非风轮旋转;在远尾流区域,叶尖涡以接近线性的规律持续向外迁移;叶尖涡与叶根涡共同形成的涡系结构,在风轮下游相当一段距离仍然对尾流场产生显著的速度诱导,表明尾涡对风力机尾流场产生主导作用。
关键词:空气动力学;风力机;叶尖涡;Phase Ⅵ叶片;计算流体力学中图分类号:O 357 文献标识码:A 文章编号:1005-2615(2011)05-0640-05 基金项目:国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)(2007CB 714600)资助项目;江苏省创新学者攀登(BK 2008044)资助项目;江苏省普通高校研究生科研创新计划(CX 09B -069Z )资助项目;江苏高校优势学科建设工程资助项目。
收稿日期:2011-04-29;修订日期:2011-08-10 通讯作者:王同光,男,教授,博士生导师,E -mail :tg wang @nuaa .edu .cn 。
Numerical Analysis of the Wind Turbine Blade -Tip VortexZhong Wei ,W ang Tongguang(Jiangsu K ey L abor ato ry of Hi-T ech Research for W ind T ur bine Desig n,N anjing U niver sity of A ero naut ics &A stro naut ics,N anjing ,210016,China)Abstract :A numerical sim ulation is performed o n the 1/8scaled model o f NREL Phase Ⅵblade ,solv ingthe inco mpr essible Rey no lds-aver ag ed Navier-Sto kes equations by using the finite volume method.Anal-ysis o n the num er ical results reveals the gener ation and developm ent of the blade-tip vo rtex.At the be-ginning,a v ortex near the pressure side from the leading edg e and another vortex on the suction side fr om abo ut the half chor d m erg e into the blade -tip vortex .In the near w ake ,the blade -tip v ortex firstlymov es to w ar ds the inner side,w hich is no t caused by ro tation but inherited fr om the characteristics of the fixed blade.In the far w ake,the spiral trace of blade-tip vortex continuously expands in a linearw ay .The w ake flow is sig nificantly influenced by the induced velocity of the blade -tip and root v ortixes in a considerable long rang e after the ro to r .Key words :aerody nam ics;w ind turbine;blade-tip v ortex ;Phase Ⅵblade;computational fluid dy nam -ics(CFD) 叶尖涡的存在和发展是风力机尾流结构的重要特征。
风力发电机组叶片气动噪声源识别数值模拟
风力发电机组叶片气动噪声源识别数值模拟一、风力发电机组叶片气动噪声概述风力发电机组作为可再生能源的重要组成部分，其在能源结构中的地位日益重要。
然而，随着风力发电技术的快速发展，风力发电机组在运行过程中产生的噪声问题也日益受到关注。
风力发电机组的噪声主要来源于机械噪声和气动噪声，其中气动噪声是影响风力发电机组周围环境和居民生活质量的重要因素之一。
1.1 气动噪声的产生机理气动噪声是由于气体流动过程中的湍流、涡流、边界层分离等现象引起的。
在风力发电机组中，叶片作为直接与风相互作用的部件，其表面的空气流动特性直接影响着气动噪声的产生。
当气流经过叶片表面时，由于叶片形状和气流速度的变化，会在叶片表面产生压力波动，这些压力波动以声波的形式向外传播，形成气动噪声。
1.2 气动噪声的影响因素气动噪声的产生受到多种因素的影响，主要包括叶片的形状、尺寸、材料、气流速度、攻角、叶片间距等。
叶片的形状和尺寸决定了气流在叶片表面的流动特性，从而影响气动噪声的产生。
叶片材料的密度和弹性模量也会影响噪声的传播。
此外，气流速度和攻角的变化会导致叶片表面的压力波动，进而影响气动噪声的强度。
二、风力发电机组叶片气动噪声源识别为了有效控制和降低风力发电机组的气动噪声，首先需要对气动噪声源进行准确识别。
气动噪声源识别是指通过数值模拟和实验测试等方法，确定噪声产生的具体位置和原因，为噪声控制提供依据。
2.1 数值模拟方法数值模拟是一种通过计算机模拟来预测和分析物理现象的方法。
在风力发电机组叶片气动噪声源识别中，数值模拟方法主要包括计算流体动力学(CFD)模拟、声学模拟和耦合模拟等。
计算流体动力学(CFD)模拟通过求解流体力学控制方程，模拟叶片表面的空气流动特性，从而预测气动噪声的产生。
声学模拟则通过求解声波传播方程，分析声波在空间中的传播特性。
耦合模拟则是将流体力学和声学模拟相结合，同时考虑流体流动和声波传播的影响。
2.2 实验测试方法实验测试是通过对实际风力发电机组叶片进行测试，直接测量气动噪声的方法。
风机技术文件噪声及参数估算讲义ppt实用课件
四、点声源的传播
厨房排油烟风机： 国际相关文件规定：厨房排风65%从排油烟罩中排走，35%由厨房室内的排风风机排走。 声功率是指单位时间某声源发出的声能，它与声源的远近无关。 五、噪声的来源和消除
因叶片回转而产生噪音
因叶片产生涡流时也会产生噪音
因乱流而产生噪音
与风管外壳产生共振而发生噪音
对于一定的声源，声功率是不变的，而声压级、声强级都是对着测点位置的不同而变化。
将每一倍频程再分为3份，称为1/3倍频程中心频率。
① 沿程压力损失 声功率为声源辐射声能量的能力，单位瓦特（Watts）
厨房排油烟风机：
国际相关文件规定：厨房排风65%从排油烟罩中排走，35%由厨房室内的排风风机排走。
给我们巨大的精神力量， 给我们巨大的精神力量，
声学领域中，分贝的定义是声源功率与基准声功率比 值的对数乘10的数值。用于形容声音的响度。
二、相关名词的定义及计算 声功率 指声源在单位时间内向外辐射的声能。声源声功率有时指 的是和在某个频带的声功率，此时需要注明所指的频率范 围。在噪声检测中，声功率指的是声源总声功率。 声功率与声强的关系为 I=W/S 式中，S—声波垂直通过的面积，㎡ 声功率与声压的关系为 W=(P^2*S)/(ΡC), P^2=I*Ρ*C 式中，S—声波垂直通过的面积，㎡ ΡC——媒质的特性抗阻，单位为瑞利，即帕*秒/米 （PA*S/M）
噪声
1、噪声定义 2、相关名词的定义及计算 3、噪声的叠加 4、点声源 5、噪声的来源和消除
一、什么是噪声？
从物理学的角度来看：噪声是发声体做无规则振动时 发出的声音。
从生理学的角度来看：在一定环境中不应有而有的声 音。泛指嘈杂、刺耳的声音。凡是妨碍人们正常休息、学 习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音。
《风机噪声控制》课件
新技术的研发
总结词
随着技术的不断进步，新的噪声控制技术也不断涌现，为解决风机噪声问题提供 了更多选择。
详细描述
例如，主动噪声控制技术可以利用电子设备和算法，产生与原噪声相反的声波来 消除噪声。此外，还有一些新型的降噪设计和技术，如优化风机结构设计、改进 气流组织等，都可以有效地降低风机噪声。
智能化控制
《风机噪声控制》ppt课件
目录
• 引言 • 风机噪声基础知识 • 风机噪声控制技术 • 风机噪声控制案例分析 • 风机噪声控制的发展趋势 • 结论
01
引言
课程背景
风机噪声控制的重要性和挑战
随着工业的发展，风机广泛应用于各个领域，但随之而来的是噪声问题，对环 境和人类健康产生影响，因此噪声控制成为重要课题。
国内外研究现状和发展趋势
介绍国内外在风机噪声控制领域的研究现状、主要成果以及未来的发展趋势， 强调研究的必要性和紧迫性。
课程目标
掌握风机噪声控制的基本原理和技术
01
通过本课程的学习，使学生了解风机噪声产生的原因和传播机
制，掌握噪声控制的基本原理和技术。
培养分析和解决实际问题的能力
02
通过案例分析和实践操作，培养学生分析实际问题、提出解决
总结词
随着智能化技术的发展，对风机的噪声进行智能化控制已成为可能，这将极大地提高噪声控制的效率 和精度。
详细描述
通过引入智能化控制系统，可以实现风机的实时监测和自动调节，使风机在运行过程中始终保持在最 佳状态，从而最大限度地降低噪声。此外，智能化控制还可以提高风机的能效和可靠性，减少维护成 本。
06
实施效果
经过噪声控制后，该工厂周边居民的生活质量得到了明显改善，风机运 行产生的噪声得到了有效控制。
风力发电叶片振动控制的数值模拟分析
风力发电叶片振动控制的数值模拟分析简介：风力发电是一种可再生能源，越来越受到全球关注。
风力发电机组的核心部件之一是叶片，其质量、结构和振动对风力发电机的性能和寿命有着重要影响。
本文通过数值模拟分析风力发电叶片的振动情况，以实现振动的控制和优化。
一、风力发电叶片振动分析的背景风力发电叶片在运行过程中可能会受到多种因素的影响，如气动力、风载荷、失重力、旋转惯性力等。
叶片的振动会导致损耗和噪音的增加，还可能引发疲劳破损甚至结构失效。
因此，对风力发电叶片的振动进行准确的分析和控制具有重要意义。
二、数值模拟分析方法1. 建立叶片的有限元模型数值模拟分析的基础是建立叶片的有限元模型。
通过将复杂的叶片结构离散化为有限数量的有限元单元，可以准确地描述其变形和振动情况。
模型的空间精度和单元数量的选择对结果的准确性和计算效率有重要影响。
2. 材料力学参数的定义在模型中，需要定义叶片的材料力学参数，包括弹性模量、泊松比和密度等。
这些参数对叶片的刚度和振动频率有着重要影响。
准确定义材料力学参数是保证数值模拟结果准确性的前提。
3. 振动条件的设定数值模拟分析中，需要设定叶片的振动条件。
常见的振动条件包括固支、自由振动和受迫振动等。
根据实际情况，我们可以选择合适的振动条件进行模拟分析。
根据不同的振动条件，可以得到叶片在不同工况下的振动情况。
4. 边界条件和加载条件的设定在数值模拟分析中，需要设定叶片的边界条件和加载条件。
边界条件包括叶片的固定支撑点和边界约束条件等，加载条件包括外部力的大小和方向等。
通过合理设定边界条件和加载条件，可以模拟出叶片在实际工作环境中的振动情况。
5. 振动模态分析振动模态分析是数值模拟分析的重要步骤之一。
通过求解叶片的振动模态，可以得到叶片的固有频率和振动模态形态。
这些信息对于优化叶片结构和控制振动有重要意义。
振动模态分析可以通过求解叶片的特征值问题得到。
三、数值模拟分析结果与分析在完成数值模拟分析后，我们可以得到叶片的振动情况。
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(7)
流动条件和几何条件
• 根据Nii 等人对MELIII 型风力机声学实验测量进 行数值模拟。声学测试在直径为15m两叶片的 上风型风力机,以67.9 rpm的恒速运行时进行。 叶尖速度比为7.5，叶尖速度为 53.3m/s,Ma=0.16。风速为8m/s时额定输出功 率为16.5kw。根据MEL系列翼型进行叶片设计 和制造，在叶片根部较厚，向叶尖处变薄。 （ Fig. 2左）转子叶片实际叶尖形状有弯曲前 缘和直后缘。与真实叶片相比，模拟中的弦长 在叶尖处没减小到0。 Fig. 2右边是S型叶尖形 状。 Fig. 2中虚线处基于弦长的雷诺数为1.2 ×106 。Re=c · U ∞/ ν
大涡模拟是气动声学研究的很好工具，它能 预测湍流频谱且能对引起噪声的非定场流动速 度和压力场动态测试，可以提供比RANS更精 确和完整的噪声产生模拟。作者用可压缩LES 模拟绕MEL012叶片截面的流动。
大涡模拟
• 流动模拟需要N-S方程的时间精确解，一个可
压缩N-S方程被应用，其方程如下：
Q t
图10为实际叶尖形状和 S型叶尖形状的压力扰 动等值面
实际叶尖形状 中，漩涡结构 非常复杂，且 发生漩涡输运 现象。而S型叶 尖形状的漩涡 结构较简单分 布较均匀。
图11为实际叶尖 形状和S型叶尖形 状的叶片后缘压 力扰动情况
实际叶尖形状 的顶端压力波 动比S型叶尖形 状要高
图12为模拟得到的两种叶尖形状声压频谱
图8为靠近叶尖 处的后缘压力
等高线。实际
叶片的结构更
为复杂，漩涡
与后缘间的相
互作用很明显。 S型叶尖形状的 等高线很光滑，
表示压力波动 要小得多。
图9显示了LES得 到的S型叶尖形 状风力机叶片顶 部的瞬时声压扰 动场。通过该图 可清晰地看到噪 声源在叶尖区， 向外扰动逐渐减 弱。扰动半径大 约为2个参考弦 长。
介绍
• Burton等人将气动噪声分为：显著的低频噪声， 入流湍流噪声和翼自身噪声。低频噪声是窄频 带，主要在风力机叶片转过塔架时产生，下风 型风力机比上风型风力机要明显得多。低频噪 声在上风型风力机（应用最广）中产生的可听 到的噪声并不大，可以通过增大叶片与塔架间 的距离来降到最低。入流湍流噪声和翼自身噪 声是宽频噪声，宽频噪声是所有型式风力机噪 声的主要组成部分。入流湍流噪声是由叶片与 大气紊流形成的涡间相互反应所产生的，它产 生几千赫兹频率噪声，观察者可听到‘飕飕的’
风力机叶尖噪声数值模拟
姓名：吴凯旋 专业：流体机械及工程
摘要
• 研究大型风力机产生噪声的机理并提出减小噪 声的方法，是提高风能的公众可接受性所必须 的。上风型风力机产生气动噪声的主要区域是 叶片后缘和叶尖。虽然户外商业风力机噪声测 量已经证明叶尖形状对噪声水平有很大的影响， 但是叶尖噪声产生的物理机理还没有完全了解。 在本文中用可压缩大涡模拟和声学类比法计算 由MELIII型风力机叶片旋转引起的远场宽频带 噪声。利用Earth模拟器可以用3亿个网格点进 行模拟。为了研究叶尖形状对噪声水平的影响， 实际叶尖形状和S型叶尖形状被模拟，弦长大约为
0.23m。在以下部分中提到的网格间距都是 根据参考弦长给出。
风力机叶片的计算域如图Fig. 3所示
• 因风力机有两个叶片，
计算域由一个半球体
•
组成，这允许a,b表面
间的边界条件周期性
地实现。叶片绕X轴旋
转，半球体半径为80
倍的参考弦长，相当
于2倍的转子半径。总
些关于叶尖形状影响的信息。但没有明确 的定量比较。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
19
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
• 图12中的结果与实验风力机测量获得的趋 势相似。根据噪声测量实验，频率从 3.15KHz到6.3KHz有一个点源位于叶片顶端。 图12中在这些频率之间能观察到峰值出现， 暗示了模拟和实验测量间的一致性。频率 超过4KHz后，S型叶尖形状声压水平降低， 大约减小5dB。这是因为叶尖涡流与后缘间 的相互作用减弱。目前的结果提供给了一
ij
(
t
)(
ui x j
u j xi
2 3
ij
uk xk
)
（3）
其中，t q—j Sm (a g1o1)r(inPrskyP亚rt ) 网ax2j 格粘性系数（4）
t (Cs )2 (2Sij Sij ) 12
(5)
g 1- exp( y 26.0)
(6)
Sij
1 ( ui 2 x j
共有3亿个网格点。计
算网格由765个沿翼型
表面的网格点和193个
垂直于翼型表面的网
格点组成的O型网格。
• 在自由域c处全翼展长度被用于精确模拟叶 尖涡。在自由域中的叶片被做得极薄（1 ×10-4倍的参考弦长）。自由域可被看作转 子叶片的扩展，在那里边界条件不适用。
• 吸入边由565个网格点组成，压力边有201 个网格点。 Figure 4 显示了一个翼型截面的 计算网格，Fig. 5 描绘了叶尖区域的网格。
声音。翼自身噪声由后缘噪声，叶尖噪声及失 速和边界层分离流动影响产生噪声所组成。后 缘噪声由湍流边界层与叶片后缘相互反应所产 生。边界层分离影响主要发生在叶片内部由于 较大的攻角。因在叶片这部分的实际流动速度 很小，所以产生噪声较小。强噪声区域位于叶 尖区域，后缘噪声和叶尖漩涡噪声是气动噪声 的主要部分。
x
j
(Fj
1 Re
G j）
0
（1）
ui
0
Q ui , Fj uiu j ij p , G j ij
（2）
E
Hu j
ij
uk
qj
其中,Q —The vector of conservative variables
Fj —无粘通量 Gj —粘性通量
• 剪切应力张量和热通量分别被定义为：