基于改進(jìn)BPM模型的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬研究的中期報(bào)告

基于改進(jìn)BPM模型的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬研究的中期報(bào)告一、背景與意義隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲問(wèn)題受到了越來(lái)越多的關(guān)注。葉片氣動(dòng)噪聲主要源自于風(fēng)葉與周圍空氣的相互作用，其強(qiáng)度受到風(fēng)速、風(fēng)向、葉片角度等多個(gè)因素的影響。在風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃和風(fēng)機(jī)選型等環(huán)節(jié)中，對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的預(yù)測(cè)和控制顯得尤為重要。傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬方法主要是基于聲學(xué)有限元和微小孔隙模型，這些方法對(duì)于觀察到的振動(dòng)產(chǎn)生的聲級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)較為準(zhǔn)確，但對(duì)于風(fēng)噪的預(yù)測(cè)效果較差。因此，有必要開(kāi)展基于改進(jìn)BPM模型的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬研究，以提高其準(zhǔn)確性和可靠性。二、研究?jī)?nèi)容與方法本文的研究?jī)?nèi)容為基于改進(jìn)BPM模型的風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)上，本文將采用基于聲學(xué)有限元和聲學(xué)輻射模型相結(jié)合的方法，對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的可行性和準(zhǔn)確性。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：1.建立改進(jìn)BPM模型在傳統(tǒng)BPM模型基礎(chǔ)上，考慮風(fēng)葉振動(dòng)的影響，建立改進(jìn)BPM模型，考慮葉片表面形態(tài)的變化情況和顫振等因素對(duì)風(fēng)噪的影響。通過(guò)改進(jìn)模型，進(jìn)一步提高葉片振動(dòng)模態(tài)和振幅等參數(shù)的準(zhǔn)確性。2.進(jìn)行聲學(xué)有限元模擬基于建立的改進(jìn)BPM模型，進(jìn)行聲學(xué)有限元模擬，將葉片的振動(dòng)模態(tài)轉(zhuǎn)化為聲學(xué)模態(tài)，并計(jì)算空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中聲強(qiáng)、聲壓的分布情況。3.進(jìn)行聲學(xué)輻射模擬采用聲學(xué)輻射模型，根據(jù)聲學(xué)有限元模擬結(jié)果，預(yù)測(cè)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的強(qiáng)度分布情況，進(jìn)而對(duì)噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的可行性和準(zhǔn)確性，同時(shí)測(cè)量風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的實(shí)際強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的優(yōu)化，從而提高模型的準(zhǔn)確性和可靠性。三、預(yù)期成果本文的預(yù)期成果包括：1.建立改進(jìn)BPM模型，考慮葉片振動(dòng)對(duì)風(fēng)噪影響的因素，可以比傳統(tǒng)模型更準(zhǔn)確地反映葉片振動(dòng)情況。2.對(duì)聲學(xué)有限元和聲學(xué)輻射模型進(jìn)行優(yōu)化和整合，提高風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬的可靠性和準(zhǔn)確性。3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步優(yōu)化模型參數(shù)，提高模型的預(yù)測(cè)精度，為風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲的控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。四、進(jìn)度安排本文的進(jìn)度安排如下：1.第一階段（2020年5月-2020年7月）完成文獻(xiàn)綜述，明確研究思路和方法，建立改進(jìn)BPM模型。2.第二階段（2020年7月-2020年10月）進(jìn)行聲學(xué)有限元模擬，預(yù)測(cè)風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)噪聲分布情況。3.第三階段（2020年10月-2021年1月）進(jìn)行聲學(xué)輻射模擬和模型優(yōu)化，提高模型預(yù)測(cè)精度。4