噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (2): 280-287.

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风力机叶片气动噪声风洞试验及数值计算

姜广1, 2，刘禹鹏2，王振宇2   

  1. ( 1. 绍兴文理学院土木工程学院，浙江绍兴312000；2. 浙江大学建筑工程学院，杭州310058 )
  • 收稿日期:2022-10-08 修回日期:2023-03-23 出版日期:2024-04-18 发布日期:2024-04-08

Wind Tunnel Test and Numerical Calculation of Aerodynamic Noise of Wind Turbine Airfoils

  • Received:2022-10-08 Revised:2023-03-23 Online:2024-04-18 Published:2024-04-08

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摘要： 风力机叶片在运行时会产生明显的气动噪声。采用声学风洞开展NACA0012 翼型气动噪声试验，获得不同风速下的气动噪声特征。建立基于大涡模拟的数值计算模型，进行升阻力系数对比验证和网格无关性分析。根据流场模拟结果和FW-H 方程计算攻角为5°时风速10、15、20 m/s 的叶片声压级，计算结果和声学风洞实测的声压级频谱整体趋势较吻合。进一步地，通过数值模拟对比研究不同叶片尺寸对流场和气动噪声的影响。根据不同风速下非定常流场的涡量云图，叶片流动分离点随风速增加而后移，旋涡尺度逐渐变小；同风速下，大尺寸叶片的分离涡更大一些，且涡核间距较大。根据数值模拟得到的不同尺寸叶片的声压级频谱图，叶片尺寸增大导致各频率声压级均有不同程度的提升，且频谱图中的声压级峰值向更低频移动。研究成果对于叶片气动噪声分析和声环境评估具有借鉴意义。

关键词: 声学, 气动噪声, 声学风洞, 值模拟, 风力机叶片