基于改進BPM模型的風(fēng)力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著風(fēng)電的大規(guī)模發(fā)展，風(fēng)電場的選址位置距離居民區(qū)越來越近，風(fēng)電機組的噪聲問題逐步凸顯。為保證大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的同時，盡量減小風(fēng)電機組對環(huán)境、居民的噪聲污染，開展風(fēng)電機組噪聲方面的研究，具有重要的工程意義和學(xué)術(shù)價值。作為風(fēng)電機組氣動噪聲的重要組成部分，翼型（直葉片）自噪聲是風(fēng)電機組氣動噪聲研究的基礎(chǔ)，也是本文的主要研究對象。
　　本文首先闡述了聲學(xué)的基本知識，并介紹了Brooks-Pope-Marcolini(BPM)自噪聲半經(jīng)驗預(yù)測

2、模型，編寫氣動噪聲預(yù)測程序，選用NACA0012、S822、FX63-137翼型，驗證BPM自噪聲半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，并指出該模型存在的部分不足之處。針對該模型存在的不足，提出了一種改進方案:結(jié)合面元法和邊界層方程對翼型邊界層進行求解，改進原BPM模型中的邊界層計算模塊，得到一種能考慮翼型幾何參數(shù)影響的改進型BPM模型，并對該方法進行了驗證。為進一步探究翼型自噪聲的特點，研究了隨機風(fēng)況下的翼型自噪聲，量化了大氣湍流強度、隨機攻角對翼型自噪聲的低

3、頻噪聲和高頻噪聲部分的不同影響，為進一步研究翼型自噪聲的提供了基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果表明，BPM模型對部分翼型的噪聲預(yù)測適用性較好，然而對于大彎度和/或厚度翼型并不適用，該模型未考慮翼型幾何參數(shù)變化對邊界層帶來的影響。針對以上問題，利用面元法及邊界層方程求解得到邊界層參數(shù)，替換BPM模型中的邊界層預(yù)測方法，得到一種可以充分考慮翼型幾何參數(shù)的改進BPM模型。通過對隨機風(fēng)況下的翼型自噪聲進行研究可知，大氣湍流強度、攻角的不確定性對各頻率