基于改進BPM模型的風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬研究的中期報告

基于改進BPM模型的風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬研究的中期報告一、背景與意義隨著風力發(fā)電技術的快速發(fā)展，風力機葉片氣動噪聲問題受到了越來越多的關注。葉片氣動噪聲主要源自于風葉與周圍空氣的相互作用，其強度受到風速、風向、葉片角度等多個因素的影響。在風電場規(guī)劃和風機選型等環(huán)節(jié)中，對風力機葉片氣動噪聲的預測和控制顯得尤為重要。傳統(tǒng)的風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬方法主要是基于聲學有限元和微小孔隙模型，這些方法對于觀察到的振動產(chǎn)生的聲級進行預測較為準確，但對于風噪的預測效果較差。因此，有必要開展基于改進BPM模型的風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬研究，以提高其準確性和可靠性。二、研究內容與方法本文的研究內容為基于改進BPM模型的風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬。在此基礎上，本文將采用基于聲學有限元和聲學輻射模型相結合的方法，對風力機葉片氣動噪聲進行預測和控制，并通過實驗驗證模型的可行性和準確性。具體實現(xiàn)過程如下：1.建立改進BPM模型在傳統(tǒng)BPM模型基礎上，考慮風葉振動的影響，建立改進BPM模型，考慮葉片表面形態(tài)的變化情況和顫振等因素對風噪的影響。通過改進模型，進一步提高葉片振動模態(tài)和振幅等參數(shù)的準確性。2.進行聲學有限元模擬基于建立的改進BPM模型，進行聲學有限元模擬，將葉片的振動模態(tài)轉化為聲學模態(tài)，并計算空氣動力學系統(tǒng)中聲強、聲壓的分布情況。3.進行聲學輻射模擬采用聲學輻射模型，根據(jù)聲學有限元模擬結果，預測風力機葉片氣動噪聲的強度分布情況，進而對噪聲進行預測和控制。4.實驗驗證通過實驗驗證模型的可行性和準確性，同時測量風力機葉片氣動噪聲的實際強度實現(xiàn)模型參數(shù)的優(yōu)化，從而提高模型的準確性和可靠性。三、預期成果本文的預期成果包括：1.建立改進BPM模型，考慮葉片振動對風噪影響的因素，可以比傳統(tǒng)模型更準確地反映葉片振動情況。2.對聲學有限元和聲學輻射模型進行優(yōu)化和整合，提高風力機葉片氣動噪聲數(shù)值模擬的可靠性和準確性。3.通過實驗驗證，進一步優(yōu)化模型參數(shù)，提高模型的預測精度，為風力機葉片氣動噪聲的控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。四、進度安排本文的進度安排如下：1.第一階段（2020年5月-2020年7月）完成文獻綜述，明確研究思路和方法，建立改進BPM模型。2.第二階段（2020年7月-2020年10月）進行聲學有限元模擬，預測風力機葉片氣動噪聲分布情況。3.第三階段（2020年10月-2021年1月）進行聲學輻射模擬和模型優(yōu)化，提高模型預測精度。4