[发明专利]用于使翼型件的噪声衰减的系统和方法无效

申请号：	201110309837.0	申请日：	2011-09-29
公开（公告）号：	CN102431642A	公开（公告）日：	2012-05-02
发明（设计）人：	L·E·德拉克;A·A·兰瓦拉;G·J·森冈德穆达利亚	申请（专利权）人：	通用电气公司
主分类号：	B64C11/18	分类号：	B64C11/18;B64C3/10;F01D5/14
代理公司：	中国专利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	李强;杨炯
地址：	美国***	国省代码：	美国;US
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摘要：
搜索关键词：	用于使翼型件噪声衰减系统方法
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【说明书】：

技术领域

本发明大体涉及翼型件，并且具体而言，涉及用于减少在翼型件的运行期间产生的噪声的噪声衰减系统。翼型件的实施例包括而不限于飞机机翼、风力涡轮机叶片和推进器叶片。

背景技术

在翼型件的运行期间，流体(例如空气)流过翼型件而形成边界层。一般而言，该边界层在翼型件的前缘的附近为层流式的，并且在翼型件的主体上面过渡成湍流状态。翼型件的某些应用涉及它们的旋转，而这样的旋转翼型件称为叶片。叶片可部署在风力涡轮机中，其中，越过叶片的流体流使叶片旋转。这样的叶片还可部署在航空器中，其中，航空器发动机旋转叶片，并且该旋转使流体流过叶片。翼型件的另一个应用包括将它们部署成航空器的机翼且因此不包括翼型件的旋转。

在运行期间，翼型件会产生相当大的噪声。在风力涡轮机的情况下，噪声也是在使用风力涡轮机来产生功率方面的主要约束，因为噪声可打扰位于附近的居民区中的人。

在翼型件的运行期间产生的噪声的一个原因是翼型件的后缘与湍流边界层中的湍流流的相互作用。湍流流包括与湍流动能相关联的各种大小和强度的多组随机定向的湍流涡旋。一般而言，与湍流涡旋相关联的湍流动能越高，并且湍流涡旋越靠近散射边缘，产生的噪声就越高。此外，多组大涡旋与低频噪声相关联，而多组小涡旋与高频噪声相关联。涡旋大小的分布、涡旋对散射表面(例如翼型件)的靠近程度和人耳对噪声的响应确定了所感觉到的噪声水平。

减少在翼型件的运行期间产生的噪声而同时保持翼型件的空气动力学性能是合乎需要的。

发明内容

根据本文中公开的一个示例性实施例，提供了一种翼型件。该翼型件包括包含前缘和后缘的主要部分。该翼型件进一步包括噪声衰减器，该噪声衰减器联接到主要部分上，并且设置在距后缘预定间隔处且设置成紧邻后缘的至少一部分。噪声衰减器具有处于后缘厚度的约0.5倍至约5倍的范围中的弦长，并且相对于后缘而固定。

根据本文中公开的一个示例性实施例，提供了一种包括多个翼型件的风力涡轮机。各个翼型件包括包含前缘和后缘的主要部分。该翼型件进一步包括噪声衰减器，该噪声衰减器联接到主要部分上，并且设置在距后缘预定间隔处且紧邻后缘的至少一部分。噪声衰减器具有处于后缘厚度的约0.5倍至约5倍的范围中的弦长，并且相对于后缘而固定。

根据本文中公开的一个示例性实施例，提供了一种用于减少翼型件的噪声的方法。该方法包括将噪声衰减器设置成紧邻翼型件的主要部分的后缘。该噪声衰减器构造成破坏越过主要部分的流体流的湍流涡旋以及减小与流体流相关联的湍流动能。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中：

图1示出了与紧邻传统的翼型件的后缘且在该后缘的下游的区域中的流体流相关联的湍流动能场；

图2示出了与传统的翼型件的后缘的下游更远的区域中的流体流相关联的湍流动能场；

图3是部署了根据本发明的一个示例性实施例的多个翼型件的风力涡轮机的图示。

图4是根据图3的一个示例性实施例的翼型件的图示。

图5示出了噪声衰减器对与紧邻根据图3的一个示例性实施例的翼型件的后缘和噪声衰减器的流体流相关联的湍流动能场的影响；

图6示出了噪声衰减器对与根据图3的一个示例性实施例的翼型件的噪声衰减器的下游的区域中的流体流相关联的湍流动能场的影响；

图7示出了翼型件的后缘的下游的流体流的尾流结构的时间尺度；

图8示出了噪声衰减器对根据图3的一个示例性实施例的翼型件的后缘的下游的流体流的尾流结构的时间尺度的影响；

图9是示出了传统的翼型件上的压力分布和根据图3的一个示例性实施例的翼型件上的压力分布的比较关系的曲线图。