GE科研新成果影响未来风机叶片设计

玻璃钢大侠

    GE全球研发中心近日宣布了一项最新研究成果，将对未来风机叶片的设计产生重要影响。通过高性能计算机进行复杂运算，GE工程师突破叶片设计之前存在的局限性，探索新的方式来重新设计风机叶片，使其噪声更低，发电量更大。
GE与位于新墨西哥州阿尔伯克基的Sandia国家实验室合作，主要致力于研究风机叶片噪声预测方式。现代的大功率并网风机，其主要噪声源自空气动力引起的叶片噪声，这也成为风机设计过程中最大的限制因素。降低叶片噪声有助于降低风电成本，提高发电量。GE预测，转子噪声降低1分贝，每台风机每年发电量将提高2%，这将生产出5吉瓦的额外电量，足够为纽约、波士顿和洛杉矶3个城市的全部居民提供用电。
风机叶片设计上最大的限制源自空气动力学噪声，GE全球研发中心风能技术平台负责人Mark JonKhof说，通过运用高性能计算来改善目前用于预测叶片噪声的工程模型，我们能打造出叶尖速更高、噪声更低的转子，从而提高发电量。
为确保设计的风机叶片不出现噪声问题，GE的研究人员在风洞中进行风机叶片的声学测量，实地测量以确定可接受的噪声水平，还在控制系统设置降噪运行模式。有效建模有助于保持目前的低噪声水平，同时提高发电量。
GE的测试包括运用Sandia国家实验室的Red Mesa超级计算机，运行斯坦福大学开发的高仿真度大涡流模拟（LES）软件，预测详细的流体力学现象和风机叶片噪声。3个月内，这一扰动气流通过风机叶片的LES仿真连续在Red Mesa高性能计算上进行。最终的流场预测获得有价值的机理，可用于评估目前的工程设计模型、最能影响噪声预测的假设、以及模型选择的精确度和可靠性。