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讲座信息

工学讲堂第四讲 | 湍流边界层尾缘噪声的最优降噪锯齿研究


报告人:吕本帅 特聘研究员,工学院航空航天工程系
时间:11月6日(周五)中午12:00
地点:工学院1号楼210会议室(午餐会形式)
主持人:刘才山 系主任


报告内容摘要:


风电作为清洁可再生能源发展迅速,目前装机容量已超过全球发电总量的5%。然而,随着单机发电容量的提升,风机的噪声正成为阻碍大规模陆上风场建设的根本因素之一。

空气流过旋转的风机叶片时会在上下表面形成湍流边界层。当湍流边界层流过叶片的尾缘时会产生强烈的散射并辐射噪声,该噪声称为湍流边界层尾缘噪声,是风机的主要噪声源。实验发现,将叶片的尾缘加工成锯齿状的结构可以有效地降低尾缘噪声,并且不同的锯齿形状具有不同的降噪效果。例如,三角波比正弦波形状的锯齿具有更优越的降噪效果。然而,是否存在更为优越的锯齿形状在过去几十年一直不为人知。报告人从渐进分析法出发,结合先前建立的尾缘噪声模型(JFM 2016 Vol 793, pp 556-588),从理论上探讨了最优齿型应该满足的条件。根据这些条件,报告人提出了一种全新的Ogee形齿状结构,能够提供比三角波高出8个分贝的降噪效果。随后报告人与南安普顿大学的研究人员首先将锯齿安装在平板前缘上进行实验验证,实验结果完美复现了理论预言,在相当宽的频率范围内观察到多达8个分贝的额外降噪效果。将锯齿安装在尾缘上的验证实验正在进行,初步结果显示出类似的降噪优越性。该项成果成功解决了风机领域内长期存在的前尾缘最优锯齿形状的设计问题,对风机等领域具有很强的现实引导意义。

 

报告人简历:


吕本帅,助理教授、特聘研究员,2020年5月至今在vnsc威尼斯城官方网站航空航天系任教。于2012年获南京大学物理声学专业理学学士学位,2014年和2018年于英国剑桥大学分别获得硕士和博士学位,后在剑桥大学理论物理与应用数学系从事博士后研究。主要利用理论建模并结合实验研究一系列与波动相关的物理问题,目前集中研究经典声学与航空与能源领域中的气动声知识题(湍流发声,如飞机发动机的喷流噪声、风机尾缘噪声等)。近几年在Journal of Fluid Mechanics,Journal of Sound and Vibration, Physics of Fluids, Experiments in Fluids等声学与流体期刊共发表期刊学术与会议论文20余篇。

 

午餐会形式,欢迎全院老师参加交流与讨论

 

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