基于改進(jìn)BPM模型的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)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(chǎng)的選址位置距離居民區(qū)越來(lái)越近，風(fēng)電機(jī)組的噪聲問(wèn)題逐步凸顯。為保證大規(guī)模開(kāi)發(fā)風(fēng)電的同時(shí)，盡量減小風(fēng)電機(jī)組對(duì)環(huán)境、居民的噪聲污染，開(kāi)展風(fēng)電機(jī)組噪聲方面的研究，具有重要的工程意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。作為風(fēng)電機(jī)組氣動(dòng)噪聲的重要組成部分，翼型（直葉片）自噪聲是風(fēng)電機(jī)組氣動(dòng)噪聲研究的基礎(chǔ)，也是本文的主要研究對(duì)象。
　　本文首先闡述了聲學(xué)的基本知識(shí)，并介紹了Brooks-Pope-Marcolini(BPM)自噪聲半經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)

2、模型，編寫(xiě)氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)程序，選用NACA0012、S822、FX63-137翼型，驗(yàn)證BPM自噪聲半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并指出該模型存在的部分不足之處。針?duì)該模型存在的不足，提出了一種改進(jìn)方案:結(jié)合面元法和邊界層方程對(duì)翼型邊界層進(jìn)行求解，改進(jìn)原BPM模型中的邊界層計(jì)算模塊，得到一種能考慮翼型幾何參數(shù)影響的改進(jìn)型BPM模型，并對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證。為進(jìn)一步探究翼型自噪聲的特點(diǎn)，研究了隨機(jī)風(fēng)況下的翼型自噪聲，量化了大氣湍流強(qiáng)度、隨機(jī)攻角對(duì)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(jìn)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(duì)部分翼型的噪聲預(yù)測(cè)適用性較好，然而對(duì)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(duì)邊界層帶來(lái)的影響。針對(duì)以上問(wèn)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(cè)方法，得到一種可以充分考慮翼型幾何參數(shù)的改進(jìn)BPM模型。通過(guò)對(duì)隨機(jī)風(fēng)況下的翼型自噪聲進(jìn)行研究可知，大氣湍流強(qiáng)度、攻角的不確定性對(duì)各頻率