基于半经验公式的水平轴风力机气动噪声预测.pdf

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1、第31卷第3期能源技术Vo1．31No．32010年6月ENERGYTECHNOLoGYJun2010基于半经验公式的水平轴风力机气动噪声预测李应龙，欧阳华，竺晓程，田杰。杜朝辉(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：在Brooks，Pope和Marcolini提出的翼型自噪声半经验公式的基础上，进一步集成了由Amiet提出的湍动来流噪声半经验公式，对型号为AOC一15／50风机在不同来流风速下的气动噪声进行了计算。计算方案把风力机叶片分成多个叶素，利用叶素动量理论计算叶素局部来流

2、的相关特性求得每个叶素的声压级，再把每个叶素的声压级叠加得到整个风机的声压级，并预测了该型风力机在平均风速为8m／s时的气动噪声。利用美国国家可再生能源实验室试验测定的数据对计算结果进行验证，结果表明计算结果与测定结果相当符合，这种计算方案可以较准确地预测风力机的气动噪声，为低噪声风力机的设计提供便捷有效的预测手段。关键词：水平轴风力机；气动噪声；半经验公式；叶素动量理论中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：1005—7439(2010)03—0152—03TheAerodynamicNois

3、ePredictionofHAWTbasedonSemi—empiricalEquationsLIYing-long，0UYANGHua，ZHUXiao-cheng，1rI^NJie。DidZhao-hui(SchoolofMechanicalandEngineeringPower，ShanghaiJiaotongUniversity。Shanghai200240。China)Abstract：Amodelbasedonthesemi-empiricalequationsofBrooks，Pope。

4、andMarcoliniandAmiethasbeendevelopedtopredictaerodynamicnoisefromwindturbines．Themodeldiridesthebladesofthewindturbineintotwo-dimensionalairfoilsectionsandusestheB1adeElementMomentum(BEM)techniquetocalculatethelocalinflowcharacteristics．Thenpredictsthe

5、noisefromeachbladeelementandgetsthetota1noiseemissionasthesumofthecontributionfromeachbladeelement．Themode1isappliedtotheA0C_15／5Owindturbineatameanwindspeedof8m／s．Comparisonsoftotalnoisespectrashowgoodagreementwithexperimentaldato．Theaccuracyofthemode

6、Iisreliable．Themode1isaneffectivepredictionmethodfordesigningthelownoisewindturbinc．Keywords：windturbine；aerodynamicnoise；semi-empiricalequations；bladeelementmomentum大规模的风电场风力机运行产生的噪声可能对还不很成熟E。采用建立在试验结果基础上的半经附近区域造成严重的噪声污染，因此风力机运行产验公式可以直接计算风力机的噪声，Brooks

7、，Pope生的噪声被作为风电场建设项目的重要考核指标之和MarcoliniE]利用NACA0012翼型的风洞得到试一。风力机发出的噪声可以分为机械噪声和气动噪验结果所总结的翼型自噪声半经验公式，是目前噪声，其中机械噪声主要来自风力机运转时某些部件声计算最常用的半经验公式之一，计算速度和计算(特别是齿轮箱)的摩擦撞击，目前已经有多种工程精度都可以满足工程实践的需要。本文将在技术手段可以有效地减少它的声强；风力机的气动Brooks，Pope和Mareolini提出的翼型气动噪声半噪声主要来源于气流与叶片

8、的摩擦，比较难治理，降经验公式的基础上，进一步集成由Amiet[3]提出的低风力机的气动噪声是目前风力机研究的热点。风湍动来流噪声半经验公式，对型号为AOC-15／50风力机的气动噪声与叶片翼型密切相关，根据叶片的机计算不同来流风速下可能产生的的气动噪声，并翼型计算和预测它的气动噪声可以为低噪声风力机利用美国国家可再生能源实验室的实验数据对计算的设计提供方便。风力机的气动噪声可以采用结果进行验证L4J。CFD方法求解，不过这种方法比较复杂，而且目前·152·李应龙等：