風(fēng)輪聲源與動(dòng)態(tài)應(yīng)變分布相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的風(fēng)力機(jī)安裝在近海岸等風(fēng)能密度高的地區(qū)和人口稠密區(qū)，風(fēng)力機(jī)噪音會(huì)嚴(yán)重影響到居民的日常正常生活。風(fēng)力機(jī)的振動(dòng)大小、噪音的控制以及安全性能成為首要解決的問(wèn)題。風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)的工況振型與風(fēng)力機(jī)噪聲之間存在著必然的聯(lián)系。本文基于風(fēng)洞開口端進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)噪聲源位置和葉片表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變進(jìn)行了初步研究，并對(duì)噪聲源位置和應(yīng)變分布進(jìn)行了相關(guān)性分析，初步找到聲源與應(yīng)變之間的內(nèi)在聯(lián)系。
　　本文通過(guò)對(duì)頻譜分析發(fā)現(xiàn)，

2、風(fēng)力機(jī)噪聲源聲能量較大區(qū)域主要來(lái)自低頻段。在200Hz以下，以風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)噪聲為主導(dǎo)，主要是由葉片旋轉(zhuǎn)基頻及其諧波構(gòu)成的離散噪聲疊加在寬頻噪聲上面組成的。隨著尖速比和來(lái)流風(fēng)速的增加，旋轉(zhuǎn)基頻隨著增加，對(duì)應(yīng)的聲功率級(jí)也隨著增加。基于課題組前期研究結(jié)果，葉根區(qū)域的噪聲主要來(lái)源是風(fēng)力機(jī)輪轂振動(dòng)引起的次要機(jī)械噪聲，葉尖區(qū)域的噪聲主要來(lái)源是葉尖渦的脫落引起的噪聲。研究0.17R~0.85R區(qū)域的聲場(chǎng)信息與工況振型的相關(guān)性分析。對(duì)聲源位置分析發(fā)現(xiàn)，同一

3、工況下，主要噪聲源隨著頻率增加，聲源位置沿著風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面徑向方向由葉片中部逐漸向葉尖移動(dòng)，其對(duì)應(yīng)的聲能量逐漸降低。最大噪聲源主要集中在葉片中部區(qū)域（r/R=0.54），并且隨尖速比和來(lái)流風(fēng)速的增加，最大噪聲源位置不發(fā)生變化。對(duì)葉片翼展方向上的應(yīng)變分析發(fā)現(xiàn)，在葉片展向方向上呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，應(yīng)變最大幅值區(qū)域主要集中在葉片中部區(qū)域（r/R=0.51），并隨尖速比和來(lái)流風(fēng)速的增加，最大應(yīng)變幅值位置不發(fā)生變化。為探究其間的相關(guān)性，利用SPS

4、S軟件對(duì)沿葉片翼展方向上的噪聲最大聲壓級(jí)和應(yīng)變幅值做互相關(guān)性分析，得到在0.17R~0.74R區(qū)域，噪聲最大聲壓級(jí)與應(yīng)變值呈現(xiàn)高度相關(guān)的特性，0.85R區(qū)域左右呈現(xiàn)中度相關(guān)的特性。本文在低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中，把噪聲源定位測(cè)試技術(shù)與應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于水平軸風(fēng)力機(jī)的測(cè)試，成功實(shí)現(xiàn)了噪聲參數(shù)與應(yīng)變參數(shù)的同步采集，這是一種實(shí)驗(yàn)手段的創(chuàng)新，在后期數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中也獲得了預(yù)期結(jié)果。實(shí)驗(yàn)初步得到尾跡區(qū)域的噪聲輻射和應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，相似的變化規(guī)律以及