科技的飛速進步與發(fā)展也帶動了傳統(tǒng)能源的快速消耗,能源危機使可再生能源進入了大眾的視野。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)力機在運行時,會產(chǎn)生一定的氣動噪聲,并且以中低頻噪聲為主,因此風(fēng)電噪聲會對風(fēng)電場附近的居民有潛在的健康危害。目前,耦合風(fēng)力機布機位置與風(fēng)電場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),尋找到周圍對居民區(qū)噪聲影響最小的風(fēng)電場布局方式是本課題的研究目標(biāo)。減少風(fēng)電場在運行時對居民的健康危害,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。為了實現(xiàn)上述研究目標(biāo),本文圍繞風(fēng)力機葉素動量理論、風(fēng)力機尾流數(shù)值模擬、平坦地形單臺風(fēng)力機的噪聲傳播數(shù)值模擬、平坦地形風(fēng)電場的噪聲傳播數(shù)值模擬等方面進行了如下工作:（1）介紹并研究了國內(nèi)外對風(fēng)電場噪聲傳播的進展,對噪聲可能造成的健康危害進行了簡單的說明。（2）結(jié)合葉素動量理論（BEM）分析了葉片的氣動性能,介紹了 Jensen尾流模型,并利用MATLAB模擬分析了單臺Nibe-... 

【文章來源】：揚州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

６???揚州大學(xué)碩士學(xué)位論文???第二章風(fēng)力機氣動性能分析??２．１引言??在風(fēng)力機運行時，風(fēng)吹過葉片帶動其旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力機因而獲得動能。在這個過程中，風(fēng)??力機的氣動性能對風(fēng)力機運行的影響不可忽略。氣動性能好，風(fēng)力機所能捕獲的風(fēng)動能越??多，它能輸出的功率也就越大。同時，風(fēng)吹過葉片會產(chǎn)生氣動噪聲，在計算噪聲傳播之前，??也需要對氣動噪聲產(chǎn)生的機理作簡要分析。對于風(fēng)電場運行的情況，還需要考慮上游風(fēng)力??機尾流的影響。??風(fēng)力機空氣動力學(xué)和計算聲學(xué)是風(fēng)力機設(shè)計以及對風(fēng)力機進行噪聲分析的基礎(chǔ)，因此??本章采用經(jīng)典葉素動量理論［３８］對風(fēng)力機在運行時葉片的受力情況進行分析，進而計算其功??率。在分析風(fēng)力機尾流時，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)力機噪聲源的產(chǎn)生機理，為噪聲傳播的計算模擬提供理論基矗??２．２葉素動量理論（ＢＥＭ）??葉素動量理論是分析風(fēng)力機氣動特性的一種經(jīng)典理論，它結(jié)合了一維動量理論和葉素??理論，彌補了動量理論的不足。ＢＥＭ方法是將流場離散化，得到Ｎ個流管單元，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)輪對該控制體的推力可由積分動量方程??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微小的翼型段，這些翼型段被稱為葉素，對葉素??進行力的分析，也可以得到推力和扭矩。假設(shè)各葉素之間相互獨立，互不干擾，各葉素的??受力也僅由單個葉素的氣動特性決定｜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】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2933111