Page 170 - 《应用声学）》2023年第5期

1062 2023 年 9 月

1.2 试验设备及测量环境
试验在新疆智能农业装备重点实验室和新疆
d =55 mm 工程学院能源高效利用技术重点实验室进行，试验
过程中转速测量采用 B&K 公司 type 2981 型光电
传感器。声源位置和噪声测量采用 BK Connect 系
统，包括 3660-C-100 型 5 模块 LAN-XI 数据采集前
端、4961型传声器和9712-W-FEN型声学摄像机。
试验场地为长方体空间，长宽高分别为 10 m、
图 2 尾缘凹陷结构风叶
10 m、3.5 m，四壁均贴有大量吸声材料，平均吸声系
Fig. 2 Trailing edge recessed structure airfoil
数 α = 0.3。被测声源与该场地环境噪声声压级大
尾缘微孔结构可降低吸力面边界层厚度，通过 于15 dB，场地背景噪声声压级与GB/T 3767–2016
压差形成射流，促使分离点向流动方向移动，延迟吸 《声学声压法测定噪声源声功率和声能量级反射
力面分离，使翼型有降噪的潜力 [16] 。依据文献 [17] 面上方近似自由场的工程法》表 1 规定的值如图 5
中提出的微孔系数范围，取 d 2 = 2 mm，c = 4 mm， 所示。试验场地满足 GB/T 3767–2016 要求的相对
e = 4 mm。图3为尾缘微孔结构风叶的结构示意图。 值判据和绝对值判据 [21] ，且满足测试环境的声学
研究表明 [18] ，猫头鹰翅膀尾缘锯齿结构长度 要求。
L 为 5∼25 mm，锯齿宽度 B 为 10∼20 mm，尾缘锯
45
齿长度对尾缘锯齿风叶降低噪声起到重要作用 [19] ， ڎಖ᜻ࠀܦԍጟ
40
依据文献 [20] 的经验，选取轴流风叶尾缘锯齿结构 ฾᧚ဗܒܦԍጟ
35
锯齿长度 h = 14 mm，锯齿宽度 m = 14 mm，齿角 30
a = 65 。角度采用切割法在风叶尾缘生成锯齿结 తܸܦԍጟ/dB 25
◦
构，尾缘锯齿结构示意图如图4所示。 20
15
10
5
c=10 mm
d =10 mm 100 1000 10000
ᮠဋ/Hz
e=10 mm 图 5 规定频带声压级对比

Fig. 5 Comparison of a sound pressure level in a
specified frequency band

图 3 尾缘微孔风叶 1.3 试验方案
Fig. 3 Trailing edge micro-perforated airfoil 参照国标 GB/T 3767–2016 噪声测量方法 [21] ，
搭建传声器阵列，测量不同尾缘结构风叶在不同转
h
速下的声场信息，并进行修正，分析尾缘结构变化对
a
时间平均声压级均值的影响；使用声学摄像机，采用

m 波束形成技术，定位不同尾缘结构风叶在不同转速
下的声源位置；探索尾缘结构变化对风叶声源位置
分布特性的影响规律，对不同风叶进行指向性试验，
探索其声源指向性。

1.3.1 声压级测量

图 4 尾缘锯齿结构风叶 被测声源辐射的声功率会受到安装和运行方
Fig. 4 Trailing edge serrated structure airfoil 式的影响，为使被测声源发射影响最小，模拟风叶