The invention discloses a fan noise prediction method, in particular to a method for predicting the aerodynamic noise of a blower. It includes the following steps: 1): wind turbine blade along the spanwise non uniformly divided into a plurality of leaf pigment; step 2): noise will be generated five airfoil model is applied to each blade element, the sound pressure level is calculated for each leaf on a variety of sound sources generated; step 3: in each) on the blade by blade element momentum method to obtain the relative velocity and the local Maher number; step 4): get the boundary layer parameters by XFOIL calculation program; step 5): each blade on the noise source are superimposed to obtain the fan or the sound pressure level of sound power level. The utility model has the advantages that the noise model is applied to the 300kW fan prediction, compares the sound power level and the total sound power level with the experimental measurement of sound power level, it is concluded that the method can effectively predict the aerodynamic noise of fan.
【技术实现步骤摘要】
一种用于风机气动噪声的预测方法
本专利技术涉及一种风机噪声预测方法,具体地说是一种用于风机气动噪声的预测方法。
技术介绍
风能是可再生能源中发展最快的清洁能源之一,极具大规模开发和商业化发展的前景,因而,风能的开发利用已受到世界各国的高度重视。随着风能的全球普遍发展,用以产生风能的风机可能会接近于人口密集区域,因而风机产生的噪声问题已成为风机设计人员和制造商所面临的挑战。因此,快速、准确地预测风机产生的噪声是一个重要课题,这可以为风机设计和制造提供可靠的数据支持,从而有助于风机降噪技术的研究。风机产生的噪声机理主要分为两大类:1)湍流入流噪声,它是风机叶片和吹向它的湍流相互作用产生的;2)风机叶片翼型自激励产生的噪声,它是由叶片翼型边界层和近尾迹内的气流和翼型本身作用产生的,这些噪声主要源自翼型的后缘,主要包括:a)湍流边界层后缘噪声;b)气流分离失速产生的噪声;c)层流边界层涡脱落产生的噪声;d)叶尖涡形成产生的噪声;e)后缘钝厚度导致涡脱落产生的噪声。针对风机产生噪声机理,Brooks,Pope及Marcolini给出了反映风机叶片翼型自激励噪声的五种半经验关系的数学描述,这些关系是基于NACA0012翼型的二维风洞测量数据得到的叶尖涡形成噪声除外)。在模型中,将二维计算结果作为输入,Lowson和Fiddes研究了模型中所用到的边界层后度。Wagner等人利用涡格子方法计算整个流场,运用XFOIL程序计算当地的边界层参数。PatrickJ.Moriarty等人研究一种改进的半经验预测方法,并用于风机的噪声预估。基于噪声产生机理,Wei-JunZhu等 ...
【技术保护点】
一种用于风机气动噪声的预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1):将风机叶片沿着展向非均匀地划分出多个叶素;步骤2):将翼型产生噪声的五种模型应用到每个叶素上,计算每个叶素上各种声源产生的声压级;步骤3):在每个叶素上运用叶素—动量方法求得相对速度和当地马赫数;步骤4):通过XFOIL程序计算得到边界层参数;步骤5):将各叶素上的噪声源进行叠加,从而得到整个风机的声压级或声功率级。
【技术特征摘要】
1.一种用于风机气动噪声的预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1):将风机叶片沿着展向非均匀地划分出多个叶素;步骤2):将翼型产生噪声的五种模型应用到每个叶素上,计算每个叶素上各种声源产生的声压级;步骤3):在每个叶素上运用叶素—动量方法求得相对速度和当地马赫数;步骤4):通过XFOIL程序计算得到边界层参数;步骤5):将各叶素上的噪声源进行叠加,从而得到整个风机的声压级或声功率级。2.按照权利要求1所述的用于风机气动噪声的预测方法,其特征在于:所述步骤2)中,翼型的噪声计算方法包括:步骤21):计算出湍流边界层后缘噪声;步骤22):计算出气流分离失速产生的噪声;步骤23):计算出层流边界层涡脱落产生的噪声;步骤24):计算出叶尖涡形成产生的噪声;步骤25):计算出后缘钝厚度导致涡脱落产生的噪声。3.按照权利要求2所述的风机气动噪声的预测方法,其特征在于:所述步骤21)中,湍流边界层后缘噪声模型为其中,为翼型压力面的声压级表达式,为翼型吸力峰面的声压级表达式,δ*表示边界层位移厚度,分别为压力面、吸力面的边界层位移厚度,r为观察者与风力机噪声源的距离,M为马赫数,为低频指向性函数,A为基于Strouhal数的经验形函数,St=(fδ*/U)为Strouhal数,其中,Stp是基于的Strouhal数,Sts是基于的Strouhal数,f为频率,U为当地速度,γ=0.24+0.096log(z0)+0.016(logz0)2为指数率系数,长度尺度的表达式为其中,z0为地表粗糙度,z为距离地面的高度,其它的3个经验关系为:St1=0.02M-0.6,W1=W1(Rec)为振幅函数,Re为雷诺数,c为翼型弦长,Rec表示以c为特征长度的雷诺数(后同),其中α为攻角。4.按照权利要求2所述的风机气动噪声的预测方法,其特征在于:所述步骤22)中,当迎角较大时,边界层发生分离后,就会产生这种失速后噪声;描述气流分离失速噪声的经验关系与权利要求3类似,其模型为:
【专利技术属性】
技术研发人员:司海青,徐洋,
申请(专利权)人:镇江市丹徒区粮机厂有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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