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風(fēng)機(jī)噪聲更小、效率更高的方法
發(fā)布時(shí)間:2023-10-23 15:35     瀏覽次數(shù):475

技術(shù)支持

    目前,GE全球研發(fā)中心近日宣布了一項(xiàng)新研究成果,將有望對(duì)未來(lái)風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響。通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算,GE工程師突破葉片設(shè)計(jì)之前存在的局限性,有助于探索新的方式來(lái)重新設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)葉片,使其噪聲更低,發(fā)電量更大。


    GE與位于新墨西哥州阿爾伯克基的Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作,主要致力于研究風(fēng)機(jī)葉片噪聲預(yù)測(cè)方式?,F(xiàn)代的大功率并網(wǎng)風(fēng)機(jī),其主要噪聲源自空氣動(dòng)力引起的葉片噪聲,這也成為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中******的限制因素。降低葉片噪聲有助于降低風(fēng)電成本,提高發(fā)電量。事實(shí)上,GE預(yù)測(cè),轉(zhuǎn)子噪聲降低1分貝,每臺(tái)風(fēng)機(jī)每年發(fā)電量將提高2%。預(yù)計(jì)未來(lái)五年,全球會(huì)新增近240吉瓦裝機(jī)。如果發(fā)電量提高2%,就會(huì)生產(chǎn)出5吉瓦的額外電量,足夠?yàn)榧~約、波士頓和洛杉磯三個(gè)城市的全部居民提供用電。


    "毫無(wú)疑問(wèn),風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)上******的限制源自空氣動(dòng)力學(xué)噪聲,"GE全球研發(fā)中心風(fēng)能技術(shù)平臺(tái)負(fù)責(zé)人Mark JonKhof說(shuō):"通過(guò)運(yùn)用高性能計(jì)算來(lái)改善目前用于預(yù)測(cè)葉片噪聲的工程模型,我們能打造出葉尖速更高、噪聲更低的轉(zhuǎn)子,從而提高發(fā)電量。這不僅能為消費(fèi)者節(jié)省能源開(kāi)支,還會(huì)大大降低溫室氣體的排放量。"


    Jonkhof補(bǔ)充道:"能夠使用Sandia實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)電腦對(duì)于開(kāi)展這些實(shí)驗(yàn)意義重大,以及發(fā)現(xiàn)提高風(fēng)能潛力的方式。能夠使用高性能計(jì)算的資源對(duì)于需要在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的公司十分關(guān)鍵。"


    為確保設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)葉片不出現(xiàn)噪聲問(wèn)題,GE的研究人員在風(fēng)洞中進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片的聲學(xué)測(cè)量,實(shí)地測(cè)量以確定可接受的噪聲水平,還在控制系統(tǒng)設(shè)置降噪運(yùn)行模式。有效建模有助于保持目前的低噪聲水平,同時(shí)提高發(fā)電量。


    "Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和其他能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在運(yùn)用高性能計(jì)算攻克風(fēng)能發(fā)電上復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題,諸如降低風(fēng)機(jī)葉片噪聲來(lái)大幅減少風(fēng)電成本。Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室讓GE的研究人員能夠洞察葉片噪聲機(jī)理,以及設(shè)計(jì)工程師該如何改善他們的模型。"Sandia空氣動(dòng)力科學(xué)部門(mén)的Matt Barnoe說(shuō)。


    GE的測(cè)試包括運(yùn)用Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Red Mesa超級(jí)計(jì)算機(jī),運(yùn)行斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的高仿真度大渦流模擬(LES)軟件,預(yù)測(cè)詳細(xì)的流體力學(xué)現(xiàn)象和風(fēng)機(jī)葉片噪聲。三個(gè)月內(nèi),這一擾動(dòng)氣流通過(guò)風(fēng)機(jī)葉片的LES仿真連續(xù)在Red Mesa高性能計(jì)算上進(jìn)行。***終的流場(chǎng)預(yù)測(cè)獲得有價(jià)值的機(jī)理,可用于評(píng)估目前的工程設(shè)計(jì)模型、***能影響噪聲預(yù)測(cè)的假設(shè)、以及模型選擇的******度和可靠性。


    "我們發(fā)現(xiàn),高仿真度模型在準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)機(jī)翼后緣噪聲問(wèn)題上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。"Jonkhof說(shuō):"我們相信,從模擬實(shí)驗(yàn)中獲得的成果至少能為進(jìn)一步改善噪聲設(shè)計(jì)模型奠定基礎(chǔ)。"


    GE是全球風(fēng)能領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。到2012年,GE風(fēng)機(jī)全球裝機(jī)總量已經(jīng)超過(guò)20,000臺(tái),在30個(gè)國(guó)家和地區(qū)的項(xiàng)目裝機(jī)總量超過(guò)28吉瓦。在中國(guó),GE風(fēng)機(jī)在中國(guó)的裝機(jī)總量超過(guò)1000臺(tái)


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