风力机叶片气动噪声风洞试验及数值计算

风力机叶片在运行时会产生明显的气动噪声。采用声学风洞开展NACA0012翼型气动噪声试验，获得不同风速下的气动噪声特征。建立基于大涡模拟的数值计算模型，进行升阻力系数对比验证和网格无关性分析。根据流场模拟结果和FW-H方程计算攻角为5°时风速10、15、20 m/s的叶片声压级，计算结果和声学风洞实测的声压级频谱整体趋势较吻合。进一步地，通过数值模拟对比研究不同叶片尺寸对流场和气动噪声的影响。根据不同风速下非定常流场的涡量云图，叶片流动分离点随风速增加而后移，旋涡尺度逐渐变小；同风速下，大尺寸叶片的分离涡更大一些，且涡核间距较大。根据数值模拟得到的不同尺寸叶片的声压级频谱图，叶片尺寸增大导致各频率声压级均有不同程度的提升，且频谱图中的声压级峰值向更低频移动。研究成果对于叶片气动噪声分析和声环境评估具有借鉴意义。