Page 135 - 《应用声学》2020年第6期

第 39 卷 第 6 期 曾明伍等： 风力机叶片气动噪声的影响参数 929

90
70
80
60
70 50
ܦԍጟ/dB(A) 50 ܦԍጟ/dB(A) 40
60
40
30 30
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10
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10 2 10 3 10 4 10 2 10 3 10 4
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) 80 m/s (b) 40 m/s
图 5 弦长为 1.5 m 的翼型 DU30 在不同入流速度时的声压级
Fig. 5 Sound pressure level for DU30 airfoil with chord length 1.5 m at different wind velocity
80
90
70
80
70 60
ܦԍጟ/dB(A) 50 ܦԍጟ/dB(A) 50
60
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ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) 80 m/s (b) 40 m/s
图 6 弦长为 2 m 的翼型 DU30 在不同入流速度时的声压级
Fig. 6 Sound pressure level for DU30 airfoil with chord length 2 m at different wind velocity
2.3 风速、转速、桨距角的影响 结果显示在风速从 3 ∼ 25 m/s 范围内风力机
设定某5 MW海上风电机组在风速3 ∼ 25 m/s 正常运行过程中，风速增加，转速增加，此时风力机
范围内运行，风轮转速随着风速的增加而增大，当 噪声变大。当风轮转速达到额定转速附近时，产生
风力机达到额定转速时达到额定功率。继续增大风 的噪声最大，风速继续增加，转速保持不变，桨距角
速，转速不变，调节桨距角，使输出功率维持在额定 增大，风力机噪声减小。因此，为了降低风力机的噪
功率附近不变，计算结果见表4。 声水平，需要对风力机的变桨控制策略做精心设计，
例如针对特定机位采取提前变桨措施。
表 4 不同工况下机组气动噪声对比
2.4 风切变指数的影响
Table 4 Comparison of aerodynamic noise
风切变指数的大小反映风速随高度增加得快
for different operating condition
慢，一般风切变指数在 0.1 ∼ 0.25 之间，本文改变
来流风速/ 叶轮转速/ 桨距角/ 声压级/ 风切变指数，观察气动噪声变化规律。计算结果见
(m·s −1 ) (r·min −1 ) ( ) dB(A)
◦
表 5。结果显示，随着风切变指数的增加，噪声源的
5 8.13 0 34.89
声压级总体呈上升趋势，不过变化范围较小，总体来
8 9.99 0 41.80
讲风切变指数对风力机气动噪声影响不大。
11 11.85 0 48.26
11.4 12.1 0 49.00
2.5 来流风向的影响
12 12.1 3.8 45.20
18 12.1 14.9 42.08 风力机在运行过程中，当风向的位置改变时，
25 12.1 23.4 41.99 为了捕获最大的风能，需要风力机快速地捕捉风向