叶尖形状对风力机功率及气动噪声影响的数值研究

发布时间：2021-10-19 10:40

　　水平轴风力机叶片叶尖部分对风力机尾迹流场、声场的影响一直是国内外学者探讨研究的重心所在。该区域对叶尖涡的产生脱落、噪声的辐射传播以及对整个尾迹流场乃至输出功率都有很大影响。本文在国内首次尝试将改进的延迟分离涡模拟（IDDES）方法和FW-H方程相结合，就叶尖结构的改变对水平轴风力机的流场和声场的影响进行了分析。本文对水平轴风力机流场和声场进行了数值模拟，在大量的文献阅读和对基础理论学习的基础上，构建实物模型，通过网格无关性验证选取了计算网格，湍流模型选取IDDES，声学方程选用FW-H方程，风轮的旋转采用滑移网格技术实现。对不同风速、不同尖速比下各工况的风轮输出功率及声辐射传播规律进行分析并与实验结果进行比对；对额定工况风轮表面声压脉动和声压频谱图进行分析。在额定工况下，对叶尖为S型和三种槽型的风力机的功率和声辐射传播规律进行分析并与传统叶尖风力机进行对比，并运用正交优化法对S型叶尖小翼进行优化。对25组添加S型小翼的风力机风轮输出功率和测试点噪声进行了双目标正交优化。数值计算得到，风轮输出功率随着尖速比先增大后减小，与实验基本拟合；得到了完整的风力机尾迹流场涡分布图，分析了叶尖涡、中... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

风轮及叶片相关概念示意图

第二章 基本理论第二章 基本理论风力机从风中吸取动能，使之转化成机械能并最终转化为电能。风力机理论的究范畴涉及空气动力学、流体力学、振动学、气动声学等多门学科知识。这里主要绍了与本文密切相关的风力机动力学及气动声学的理论知识。2.1 风轮空气动力学相关概念风力机空气动力学的相关概念，可以分为翼型空气动力学、叶片空气动力学以风轮空气动力学三个领域，先将风轮空气动力学的基础知识介绍如下。2.1.1 基本概念风力机叶片及翼型具体概念如图 2-1 及图 2-2。

∞，如图 2-3 所示。图2-3 通过致动盘的一维流动Fig. 2-3 One-dimensional flow through the actuator disk致动盘汲取能量的这一过程，用质量、动量和能量守恒方程（对于不可压缩流）可以推导出许多解析关系。连续性方程：ddwwm A u Au Au (2-1)表面的作用力： ωdddTmuuppA (2-2)动能的变化量： 2221wE mu u (2-3)

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3444715