基于叶片弯振后风轮尾迹流动及气动噪声研究

基于动网格技术,通过编写UDF代码成功实现了叶片的一阶弯振及一二阶叠加弯振。数值模拟过程中,采用大涡模拟(LES)分析刚性叶片与低阶弯振后风轮近尾迹速度与涡量特征。运用FW-H方程,以风轮表面为声源面,通过选取不同测试线上的监测点分析叶片不同运动状态下辐射声频谱及声压级变化。研究结果表明:施加振动后,在0.71R处出现轴向速度亏损,且在叶尖位置亏损最大;振动风轮整体噪声增大。文章通过研究模拟振动风轮的尾迹流动和噪声分析,为实际运行的风力机产生的气动噪声及声辐射传播特性提供一定参考。

基于叶片动态响应后风轮输出特性的CFD仿真

通过模态实验测得叶片低阶弯振特征向量,经过Matlab拟合获得风轮振动控制方程。自编UDF代码实现对运行风轮振动形态的控制。数值模拟过程中利用动网格技术施加到风轮叶片,控制其运动形态,使其旋转的同时做垂直于旋转面的弯振运动。湍流模型选择大涡模拟(LES)研究振动风轮输出特性规律。研究结果表明:施加低阶弯振后,叶片中部位置出现压力指向性的改变,扭矩和推力波动明显加剧且呈现出周期性规律。弯振的施加使风轮功率下降,且下降趋势随着风速和尖速比增大而增强。通过仿真叶片的结构动态响应,为改进和优化常规风力机性能分析及流固耦合分析提供新思路。