噪声已成为风机选型的重要指标,因此在设计和研发过程中必须将其作为重点考虑因素。文章以CZTY-400轴流风机为研究对象,基于湍流模型及宽频声学模型,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件进行数值模拟,探索通过合理设置叶片前缘障碍物减少叶片尾缘涡的脱落和压力脉动,以达到降低风机气动噪声的目的。结果表明叶片前缘设置障碍物后,障碍物附近湍动能增大,而叶片尾缘湍动能下降;风机出口域的湍动能和噪声声压显著降低;压力脉动频域特性与噪声信号频域特性整体变化趋势相似,障碍物对低频处的噪声及压力脉动作用效果良好。

叶片是风力发电机组的主要部件之一，其气动性能直接影响着风力发电机组的发电效率。由于叶片长期运行在恶劣的环境中，前缘极易出现腐蚀。随着海上风电逐步发展，运行环境更为恶劣，叶片前缘更易发生腐蚀，这会导致叶片升力下降、阻力增加，进而使叶片气动性能下降，影响发电性能。如果叶片前缘腐蚀得不到及时处理，随着时间的推移腐蚀程度加剧，发电量不断降低，最终会给风电运营商带来巨大的经济损失。