科技的飛速進(jìn)步與發(fā)展也帶動(dòng)了傳統(tǒng)能源的快速消耗,能源危機(jī)使可再生能源進(jìn)入了大眾的視野。風(fēng)能作為可再生能源里不可或缺的一類,在近年得到了足夠的重視,受到了國家的大力推廣。而風(fēng)資源和土地資源有限,風(fēng)力機(jī)的安裝位置也逐漸向居民區(qū)靠近。盡管風(fēng)能清潔、低碳環(huán)保,但是風(fēng)力機(jī)在運(yùn)行時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的氣動(dòng)噪聲,并且以中低頻噪聲為主,因此風(fēng)電噪聲會(huì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)附近的居民有潛在的健康危害。目前,耦合風(fēng)力機(jī)布機(jī)位置與風(fēng)電場(chǎng)噪聲傳播影響的研究還不夠深入,因此,如何在規(guī)劃的區(qū)域內(nèi),尋找到周圍對(duì)居民區(qū)噪聲影響最小的風(fēng)電場(chǎng)布局方式是本課題的研究目標(biāo)。減少風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行時(shí)對(duì)居民的健康危害,讓風(fēng)能被大眾接受并成為真正意義上的清潔能源是本課題潛在的研究意義。為了實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo),本文圍繞風(fēng)力機(jī)葉素動(dòng)量理論、風(fēng)力機(jī)尾流數(shù)值模擬、平坦地形單臺(tái)風(fēng)力機(jī)的噪聲傳播數(shù)值模擬、平坦地形風(fēng)電場(chǎng)的噪聲傳播數(shù)值模擬等方面進(jìn)行了如下工作:（1）介紹并研究了國內(nèi)外對(duì)風(fēng)電場(chǎng)噪聲傳播的進(jìn)展,對(duì)噪聲可能造成的健康危害進(jìn)行了簡單的說明。（2）結(jié)合葉素動(dòng)量理論（BEM）分析了葉片的氣動(dòng)性能,介紹了 Jensen尾流模型,并利用MATLAB模擬分析了單臺(tái)Nibe-... 

【文章來源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２我國每年風(fēng)電新增裝機(jī)容量及總?cè)萘浚ǎ停祝??但是，隨著風(fēng)電行業(yè)的迅猛發(fā)展，風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，由于土地資源稀缺，一些??分散式風(fēng)電場(chǎng)甚至就布置在居民區(qū)內(nèi)

６???揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文???第二章風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能分析??２．１引言??在風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)吹過葉片帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力機(jī)因而獲得動(dòng)能。在這個(gè)過程中，風(fēng)??力機(jī)的氣動(dòng)性能對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的影響不可忽略。氣動(dòng)性能好，風(fēng)力機(jī)所能捕獲的風(fēng)動(dòng)能越??多，它能輸出的功率也就越大。同時(shí)，風(fēng)吹過葉片會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲，在計(jì)算噪聲傳播之前，??也需要對(duì)氣動(dòng)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理作簡要分析。對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的情況，還需要考慮上游風(fēng)力??機(jī)尾流的影響。??風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)和計(jì)算聲學(xué)是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)以及對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行噪聲分析的基礎(chǔ)，因此??本章采用經(jīng)典葉素動(dòng)量理論［３８］對(duì)風(fēng)力機(jī)在運(yùn)行時(shí)葉片的受力情況進(jìn)行分析，進(jìn)而計(jì)算其功??率。在分析風(fēng)力機(jī)尾流時(shí)，利用被廣泛認(rèn)可的Ｊｅｎｓｅｎ尾流模型模擬尾流速度常最后，從??理論上闡釋了風(fēng)力機(jī)噪聲源的產(chǎn)生機(jī)理，為噪聲傳播的計(jì)算模擬提供理論基矗??２．２葉素動(dòng)量理論（ＢＥＭ）??葉素動(dòng)量理論是分析風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性的一種經(jīng)典理論，它結(jié)合了一維動(dòng)量理論和葉素??理論，彌補(bǔ)了動(dòng)量理論的不足。ＢＥＭ方法是將流場(chǎng)離散化，得到Ｎ個(gè)流管單元，任意取??其中一厚度為辦的流管單元，如圖２－１所示，并假設(shè)各流管單元相互獨(dú)立，互不影響。圖??中控制體在風(fēng)輪平面處的橫截面面積是２；ｒ／？分，風(fēng)輪對(duì)該控制體的推力可由積分動(dòng)量方程??求得：??ｄＴ?—?（ｖ０?—?ｕ｛?）ｄｉｎ?＝?２ｎｒ?ｆｙｕ｛ｙ＾?—?ｕｘ?）ｄｒ?（２．１）??式中，ｖｐ是來流風(fēng)速；ｗ是緊靠風(fēng)輪下游處的速度；ｗ／是尾流中的最終速度；Ｐ為空??氣密度。??風(fēng)輪平面廣７＼＿＿?一＼??ｍｍ?一＼?＼??／Ｔ?ｉ??圖２－１厚度為☆的流管單元??

７???吳鑫波風(fēng)電場(chǎng)噪聲傳播的數(shù)值模擬研究???作用在該環(huán)面上的力矩則可以用動(dòng)量矩積分方程求到，風(fēng)輪上游的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為０，??尾流的轉(zhuǎn)速設(shè)為Ｇ，可得：??ｄＭ?＝?ｒＣ〇ｄｍ?－?Ｉｎｒ１?ｐｕＣ〇ｄｒ?（２．２）??軸向誘導(dǎo)因子〇定義為：??ｕ?—?（１?—?ａ）ｖ〇?（２．３）??在理想風(fēng)輪中，尾流中的軸向速度Ｗ／可以用軸向誘導(dǎo)因子和風(fēng)速Ｖｆｌ來表示：??ｕ］?＝?（ｌ－２ａ）ｖ〇?（２．４）??尾流中的轉(zhuǎn)速也可以用切向誘導(dǎo)速度ａ?’表示：??Ｃ０?＝?２ａ＇ｃｏｒ?（２．５）??式中，ｗ為葉片旋轉(zhuǎn)角速度。??把式（２．３）和（２．４）代入（２．１）中，方程（２．３）和（２．５）代入式（２．２）中，可將推力和力矩用軸向誘??導(dǎo)因子＜７和切向誘導(dǎo)因子（／?’表７Ｋ：??ｄＴ?￣?Ａｎｒｐ＼＇ｌａ（＼－ａ）ｄｒ?（２．６）??ｄＭ?＝?Ａｎｒ７＇?ｐｖ＾ｃｏｃｉ?＇（１?—?ａ）ｄｒ?（２．７）??同樣的，將葉片沿展向劃分成有限個(gè)微小的翼型段，這些翼型段被稱為葉素，對(duì)葉素??進(jìn)行力的分析，也可以得到推力和扭矩。假設(shè)各葉素之間相互獨(dú)立，互不干擾，各葉素的??受力也僅由單個(gè)葉素的氣動(dòng)特性決定｜３９］。葉素截面的受力情況見圖２－２。??仆．．Ｖ??Ｖ－?＾??ｃｏｒ（Ｊ?ｍ??１?＾?°ａ?１４輪平面??ｖ〇（ｌ－ａ）?Ｘ??＇Ｖｄ??圖２－２葉素受力分析??從圖中可以很明顯地看出，局部攻角槳距角々和入流角０的關(guān)系為：??ａ?＋?６?＝?＜ｐ?（２．８）??葉片截面處的相對(duì)風(fēng)速是由切向速度￣ｒ（／＋ｉ）和軸向速度仰（廠ｃ／）介成得到，Ｗ此：??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2018年中國風(fēng)電吊裝容量統(tǒng)計(jì)簡報(bào)[J].   風(fēng)能. 2019(04)
[2]全球增暖1.5℃的再思考——寫在SR15發(fā)表之后[J]. 趙宗慈,羅勇,黃建斌.  氣候變化研究進(jìn)展. 2019(02)
[3]低噪聲風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)外形優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 汪泉,洪星,楊建忠,王君,孫金風(fēng),秦爭爭.  中國機(jī)械工程. 2018(13)
[4]風(fēng)電場(chǎng)噪聲的預(yù)測(cè)模型[J]. 桂青.  中國資源綜合利用. 2017(06)
[5]大型風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲研究[J]. 張兆德,張?chǎng)挝?徐超.  太陽能學(xué)報(bào). 2017(05)
[6]大型風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲仿真與分析[J]. 韓寶坤,孫曉東,鮑懷謙,宋明超.  噪聲與振動(dòng)控制. 2016(02)
[7]基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電場(chǎng)噪聲預(yù)測(cè)模型[J]. 魏楨,鄧院昌,楊正浩.  水電能源科學(xué). 2015(05)
[8]風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲時(shí)域分析方法研究[J]. 趙華,周鵬展,張亢,廖力達(dá).  河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]風(fēng)力發(fā)電機(jī)噪聲傳播的數(shù)值仿真[J]. 謝雙義,金鑫.  噪聲與振動(dòng)控制. 2014(04)
[10]參數(shù)對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲的影響研究[J]. 司海青,王同光,吳曉軍.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)

碩士論文
[1]基于WindPRO的風(fēng)電場(chǎng)降噪方案設(shè)計(jì)[D]. 劉清清.新疆大學(xué) 2015
[2]水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲的數(shù)值模擬及優(yōu)化[D]. 劉閃閃.華中科技大學(xué) 2015
[3]基于LES/FW-H方法預(yù)測(cè)風(fēng)力機(jī)尾流噪聲[D]. 王曉迪.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2010
[4]水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)的研究[D]. 李應(yīng)龍.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2933111