一种具有降噪结构的风力机叶片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109356802A(43)申请公布日2019.02.19(21)申请号201811635530.8(22)申请日2018.12.29(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人王珑唐泽灵王同光韩然吴永健(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人张明浩(51)Int.Cl.F03D80/00(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种具有降噪结构的风力机叶片(57)摘要本发明属于风力机降噪应用领域，具体涉及一种具有降噪结构的风力机叶片，风力机叶片前缘以降噪结构作为填充材料，所述降噪结构包括相互贯通的小孔蜂窝层、大孔蜂窝层和声波反射层，本发明依据能量转化原理，噪声使得气体在蜂窝空芯内运动，产生粘性效应，在此过程中发生能量的转化，使声能转变为热能和变形能，最终在叶片腔体内消散。本发明无需改变风力机的气动外形，在不改变风力机的气动性能的前提下，有效的抑制了风力机噪声，风力机叶片质量轻，结构简单，无需维护，经济适用，具有潜在的社会价值和经济价值。CN109356802ACN109356802A权利要求书1/1页1.一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，风力机叶片前缘以降噪结构（1）作为填充材料，所述降噪结构（1）包括三层：第一层为设置有若干个小孔蜂窝的小孔蜂窝层（2），第二层为设置有若干个大孔蜂窝的大孔蜂窝层（3），第三层为声波反射层（4），所述小孔蜂窝层（2）、大孔蜂窝层（3）和声波反射层（4）之间相互贯通。2.根据权利要求1所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述小孔蜂窝层（2）中的小孔蜂窝与大孔蜂窝层（3）中的大孔蜂窝的芯格形状均为正六边形。3.根据权利要求2所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述小孔蜂窝层（2）中的小孔蜂窝与大孔蜂窝层（3）中的大孔蜂窝中心重合，且每条边相互平行。4.根据权利要求3所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述小孔蜂窝层（2）中的小孔蜂窝边长为3.5-4.5mm，高度为4.8-5.2mm。5.根据权利要求3所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述大孔蜂窝层（3）中的大孔蜂窝的边长为小孔蜂窝层（2）中的小孔蜂窝边长的1.5-2倍，高度为7.4-7.8mm。6.根据权利要求5所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述大孔蜂窝层（3）中的两个大孔蜂窝设置在沿叶片展向的距离d1为4.8-5.2mm，沿弦向的距离d2为5.2-5.8mm。7.根据权利要求1所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述声波反射层（4）为抛光弧形槽结构，剖面为椭圆形。8.根据权利要求7所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述椭圆形剖面的长轴尺寸L为17.2-17.6mm，高度为9.1-9.5mm。9.根据权利要求1所述的一种具有降噪结构的风力机叶片，其特征是，所述降噪结构（1）设置在叶片剖面从前缘出发沿弦线至30%弦长所对应的剖面表面，并在叶尖端起5%以内。2CN109356802A说明书1/3页一种具有降噪结构的风力机叶片技术领域[0001]本发明属于风力机减噪应用领域，具体涉及一种具有降噪结构的风力机叶片。背景技术[0002]随着经济全球化的发展以及对环境保护的重视，清洁能源的需求日益迫切，风能作为一种清洁可再生的新型能源，其重要性愈发被人们重视，但当人们享受风能带来便利的同时，风力机的噪声问题愈发严重，制约了风力机的进一步推广使用，风力机噪声问题目前已引起了全世界的广泛关注，其噪声对人们的正常生活、学习、工作效率等方面都会造成重大的不利影响，一定频率的噪声更是会危及人体健康，诱发多种疾病，风力机噪声通常包括叶尖湍流噪声、尾缘湍流噪声以及分离噪声，研究各种噪声的起源和规律，找到控制噪声的方法，已成为亟待攻克的重要研究方向，鉴于此，发展有效降低风力机噪声的相关技术，对进一步提升风力机的适用性和使用范围具有重要的意义。[0003]围绕降低风力机噪声这一目标，国内外学者开展了一系列卓有成效的研究工作，对风力机叶片的叶尖、前缘以及尾缘噪声都已制定出了各种抑制措施，1972年，Roger等人对安装了锯齿结构的叶片前缘的气动噪声进行了研究；Bohn在翼型表面开微孔，发现翼型壁面微孔对某些特定频率的噪声具有抑制作用；Fink等人的风洞试验表明，毛孔或气孔的尾缘和锯齿形尾缘是降低尾缘噪声的有效方法；徐影博等人对叶片应用平板锯齿和刷毛尾缘，发现锯齿尾缘和刷毛尾缘对降低噪声有明显效果；Greenblatt等人在风力机叶片前缘安装等离子激励器来降低风力机气动噪声；Howe给出了使用锯齿尾缘的翼型的噪声预测公式；Chong等人