【摘要】：風能是一種無污染可再生能源,運用風力發(fā)電技術解決生產(chǎn)和生活中的能源短缺是一種可靠的途徑,大力發(fā)展風電在世界范圍內(nèi)是一種趨勢,對人類生產(chǎn)和生活有著十分重要的意義。隨著風力機的單機功率不斷增大,大規(guī)模風電場中風力機所產(chǎn)生的噪聲問題也越來越突出,對周邊人類的生產(chǎn)、生活以及自然界的動物造成一定影響。隨著人們環(huán)境保護意識逐漸增強,對風力機氣動噪聲的研究就變得越來越重要,而關于運行中風輪在近尾跡流場中的噪聲路徑傳播規(guī)律,目前相關研究甚少。本文基于風洞開口端對不同偏航角度下運行中的水平軸風力機低頻噪聲源的主要分布及最大聲能量的傳播路徑進行了初步研究,并對比了不同葉面結構的葉片聲源特性,初步找到了風力機近尾跡最大聲能量的傳播路徑軌跡以及渦聲相互關系。本次試驗在研究聲能量集中位置的傳播軌跡時,以等間距L布置了旋轉面毗鄰后方的11個不同的測量截面,進行數(shù)據(jù)采集分析并在聲學后處理軟件中將每個截面下的聲源坐標進行平均擬合后做出傳播路徑圖。發(fā)現(xiàn)風力機在每個旋轉基頻下的集中聲能量傳播路徑都是以弧度逐漸減小的螺旋狀曲線向葉尖外軸向傳播,且傳播過程中與風輪旋轉方向相反;從頻譜圖可以得知隨著測量截面距離旋轉面的間距增加,聲壓級SPL是逐漸降低的趨勢。在最高能提供20m/s來流風速的B1/K2風洞實驗室中,將陣列噪聲源定位測試技術應用于水平軸風力機中,通過優(yōu)化陣列測量位置進行噪聲數(shù)據(jù)采集,同時結合聲學后處理軟件的計算區(qū)域網(wǎng)格細化設置,從而得到聲源位置坐標信息及聲信號的頻譜圖。試驗的結果表明,通過聲陣列可以獲得精準的旋轉風力機聲場數(shù)據(jù)信息,為今后研究風力機氣動噪聲提供了一定的理論基礎。通過對噪聲頻譜圖和聲源分布圖的分析,發(fā)現(xiàn)在不同偏航角度下風力機噪聲源的聲能量主要來自低頻范圍(200Hz),而且噪聲最大聲能量的頻率是在風輪葉片旋轉基頻下。試驗結果表明,隨著風力機的來流風速或葉尖速比增加,風輪旋轉噪聲的聲壓級SPL和旋轉基頻逐漸遞增;而在同轉速下,隨著偏航角度的增大,同工況下的聲壓級SPL也呈上升趨勢;而當測量同截面下旋轉噪聲源位置時,發(fā)現(xiàn)其不隨工況及偏航角度的改變發(fā)生位置變化,且在風力機旋轉面測量得到噪聲源的位置是葉片靠近葉尖0.78R處;通過研究相同型號不同葉面結構的翼型噪聲數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)只有聲壓級SPL在相同工況下發(fā)生了降低,并且隨風速增加其降低的趨勢增大,而聲能量集中位置并沒有發(fā)生改變。
【圖文】：

7圖 2-1 生活中的聲壓與聲壓級對比Fig. 2-1 Contrast of sound pressure and sound pressure level in the life壓級的疊加控制工程應用中，常會涉及到各種噪聲源產(chǎn)生噪聲的疊加問題幅值(或有效聲壓)的平方相加的規(guī)則。然而在工程應用中，我值，而是聲壓級。聲壓級是以分貝單位計量的，因此就要考慮。

1i 壓級的疊加公式。即僅有兩個獨立的噪聲源，則由公式（2-8）可簡化1 21 1 20.1 0.10.1 0.1( )110lg 10 1010lg10 10 1 10=L LpL L LLlgL L 1 20.1( )10 1 10L LL lg 2，則△L=3dB，即如果兩個噪聲源產(chǎn)生的聲壓級相同源聲壓級加上3dB。如果L1-L2=10dB，則有△L=0.4d。即如果一個噪聲源比另一個要低 20 分貝，，則疊加個聲源貢獻一樣，低聲壓級的聲源貢獻可以忽略。系曲線[36-39]。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM315

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

1 胡昊;熊萬能;王曉東;康順;;大氣湍流度對風力機翼型氣動噪聲的影響[J];噪聲與振動控制;2015年04期

2 馬銳;張自嘉;王遠大;;基于圓陣聲源定位的目標上下界判定方法[J];儀表技術與傳感器;2014年09期

3 司海青;王同光;吳曉軍;;參數(shù)對風力機氣動噪聲的影響研究[J];空氣動力學學報;2014年01期

4 司海青;王同光;;風力機噪聲的預測方法研究[J];空氣動力學學報;2011年06期

5 李應龍;歐陽華;竺曉程;田杰;杜朝輝;;基于半經(jīng)驗公式的水平軸風力機氣動噪聲預測[J];能源技術;2010年03期

相關碩士學位論文 前2條

1 陳天閣;風輪近尾跡聲輻射與流動相關性的實驗探索[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2015年

2 劉楠楠;基于聲矢量傳感器的近場源多參數(shù)估計[D];吉林大學;2014年

本文編號：2651338