風輪近尾跡聲輻射與流動相關性的實驗探索.pdf

1、（學生類別：全日制學術型碩士研究生學生類別：全日制學術型碩士研究生學科名稱：動力機械及工程學科名稱：動力機械及工程論文題目：風輪近尾跡聲輻射與流動相關性論文題目：風輪近尾跡聲輻射與流動相關性的實驗探索的實驗探索英文題目：英文題目：TestonCrelationofSoundRadiationFlowinNearWakeofRot學生姓名：陳天閣學生姓名：陳天閣導師姓名：高志鷹教授導師姓名：高志鷹教授二○一五年六月二○一五年六月碩士學位論

2、文碩士學位論文分類號:分類號:學校代碼:學校代碼:1012810128UDC:學號:學號:201211001300201211001300內蒙古工業(yè)大學碩士學位論文摘要風能可永續(xù)利用的資源特點決定了其作為可持續(xù)發(fā)展能源的地位，同時零排放的特點使其具有化石能源無法比擬的優(yōu)勢，但風力機的噪聲問題也成為制約其廣泛應用的因素之一。風力機的噪聲與風輪近尾跡流動息息相關。本文在風洞開口實驗段，采用噪聲測試分析系統(tǒng)和熱線風速儀，同步采集水平軸風力機近

3、尾跡內10個截面、13個方位角1040個測點的聲場和流場信息，并對噪聲數(shù)據(jù)與流動數(shù)據(jù)進行相關的計算，初步分析了近尾跡聲輻射與流動之間的關聯(lián)性。聲信號的頻譜中，低頻段存在與風輪旋轉基頻成諧波關系、幅值隨著階次升高而降低的葉片通過噪聲；高頻段的渦流噪聲無明顯峰值，是一種隨著頻率升高噪聲能量逐漸衰減的寬帶噪聲。聲壓分析結果表明，葉片中部的噪聲整體高于葉尖位置，聲的指向性造成聲壓沿周向分布不均勻，隨著測試截面的后移，聲壓級呈衰減的趨勢。各測試截

4、面的軸向平均速度分布規(guī)律顯示，從風輪旋轉軸沿徑向向外，速度均為先減小后增大，最大的速度衰減位置位于相對半徑0.7R~0.85R之間。葉尖渦比中心渦的影響區(qū)域大，但是速度衰減程度比中心渦區(qū)域小；由于風力機塔架繞流的影響，造成速度衰減程度沿周向的不均勻分布，隨著測試截面的后移速度衰減區(qū)域增大，表明尾流不斷向下游發(fā)展擴散。通過風輪近尾跡噪聲輻射規(guī)律與流場分布規(guī)律對比分析發(fā)現(xiàn)，軸向平均速度與聲壓級有相同的變化趨勢，兩者存在顯著相關性。脈動速度均

5、方根與聲壓級只在一定范圍內變化規(guī)律相同，兩者之間也存在著明顯的差異性，說明相關性較軸向平均速度與聲壓級的相關性弱。統(tǒng)計分析得到的相關系數(shù)也顯示，軸向平均速度及脈動速度均方根均與聲壓級存在顯著相關性，而由于湍流度在整個尾跡區(qū)域內分布的高度不均勻性，使得兩者之間的相關性比較微弱。分析表明，噪聲與流動存在著不可分割的內在關聯(lián)性。本文在低速風洞開口實驗段，成功地將噪聲與流場測試技術應用于水平軸風力機的測試，實現(xiàn)了噪聲參數(shù)與流動參數(shù)的同步采集，實