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六、锯齿后缘
随着风电机组安装越来越靠近居住区,风电机组噪声问题越来越受到重视。Oerlemans 和Mendez-Lopez 对Gamesa 公司的G58 机组进行了运行噪声的测量,分析得出:
(1)风电机组的主要噪声来自于叶尖70% -95% 区域(叶尖噪声已通过优化的叶尖外形和反向扭角得到控制);(2)叶片的噪声主要来自后缘噪声。
根据飞机引擎降噪的经验,Howe 于1991 年提出了锯齿后缘降低叶片后缘噪声的传播理论。后缘锯齿会使流动在后缘处形成一列反向旋转的涡对,改变了尾涡结构,减弱了下游尾迹区的展向相关性,减小了噪声的远场辐射。随后大量的理论研究及实际应用表明该技术可以显著降低叶片的气动噪声。目前锯齿后缘设计已普遍应用于风电机组叶片中,图7 为其在西门子叶片上的应用实例。
七、叶尖小翼
叶片旋转运动时,由于压力差导致压力面气流绕过叶尖端面流入吸力面,既破坏了叶尖二维流动情况,同时会产生叶尖涡,这是造成叶尖噪声、叶片效率减小、疲劳载荷增加的主要原因之一。借鉴飞机机翼解决翼尖涡的经验,一种类似翼梢的叶尖小翼被应用到风电机组叶片中。加装小翼,可以重整通过叶尖流场的气流,有效地降低叶尖处诱导阻力,减少叶尖能量损失,从而提高原有风电机组的功率输出。这种叶尖小翼设计与大弦长叶根一样几乎成为Enercon 公司风电机组叶片的标志(如图8 所示),然而也有越来越多的其他风电机组制造商开始采用这种技术。
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