建筑延展的变实度风力机气动与噪声性能研究

邓宇宁; 李刚

doi:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0823

广西大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 51 ›› Issue (4) : 823 -834. DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0823

建筑延展的变实度风力机气动与噪声性能研究

邓宇宁, 李刚

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摘要

为了解决城市风能利用、风力机安装位置受限的问题，建立一种建筑延展的变实度垂直轴风力机数值模型，其内部包含建筑物并通过改变风轮半径实现实度的变化，采用计算流体动力学结合Ffowcs Williams-Hawkings（FW-H）声学方法，分析该模型的气动性能和噪声性能。结果表明，随着叶片旋转速度的降低，叶片上产生的压力波动减小，可使声压级（SPL）降低。随着实度的增加，叶片涡流的脱落被抑制，也可使声压级降低。而随着实度的减少，风力机工作范围变得更宽，叶片之间及叶片与建筑物之间的气动干扰减少，风能利用系数（C_P）的最大值增长了21.14%。改变风力机实度和叶尖速比对功率系数和噪声水平均有显著影响，风力机运行可采用较高实度以改善噪声性能，或采用较低实度以提升气动性能。