中小型垂直軸風力發電機之氣動噪音分析

Aeroacoustics　Analysis　of　a　Small　Vertical-Axis　Wind　Turbine

王怡昌(I-Chang Wang)

指導教授 ： 黃以玫

國立中央大學/工學院/機械工程學系/碩士(2011年)

摘要

本文選擇中、小型垂直軸風機作為研究對象以分析其噪音。垂直軸風力發電機與水平軸風力發電機相比，其功率係數較低，但仍然有其優勢存在，構造簡單且適合風況較差、障礙物較多之環境，產生之噪音較低。
　　本研究利用ANSYS FLUENT計算流體力學(CFD)，並分別使用ANSYS 　FLUENT與LMS Virtual.Lab分析氣動噪音，對10kW風機在不同風速、轉速下進行模擬分析，比較各種情形下之聲場分佈；而對50kW風機則比較有翼尖小翼與無翼尖小翼對氣動噪音之影響。此項研究可提供研究人員一套模擬方法，有助於分析垂直軸風機之氣動噪音，並幫助風機開發與設計。

關鍵字

垂直軸風力發電機 ； 氣動聲學 ； LMS Virtual.Lab ； ANSYS FLUENT

並列摘要

Two　small　vertical　axis　wind　turbines(VAWT),　10kW　and　50kW,　are　analyzed　for　understanding　their　noise　due　to　rotation　of　the　blades.　The　vertical　axis　wind　turbine　compared　with　horizontal　axis　wind　turbine(HAWT)　has　a　lower　efficiency.　However,　the　supporting　structure　of　VAWT　structure　is　relatively　simple.　It　is　suitable　in　poor　wind　conditions.　Besides,　VAWT　also　generate　lower　noise.
　　In　this　study,　ANSYS　FLUENT　is　used　to　calculating　fluid　dynamic　effects.　Then,　ANSYS　FLUENT　and　LMS　Virtual.Lab　are　chosen　to　obtain　aeroacoustic　noise.　The　aeroacoustic　sound　pressures　due　to　the　operation　of　the　10kW　wind　turbine　at　different　wind　velocities　and　rotational　speeds　are　investigated.　The　noise　of　a　50kW　wind　turbine　is　studied　to　give　the　effects　due　to　additional　winglets　on　the　blade　tips.　This　thesis　can　provide　information　to　understand　the　noise　resulted　from　VAWT.

並列關鍵字

LMS Virtual.Lab ； ANSYS FLUENT ； Aeroacoustics ； Vertical Axis Wind Turbine(VAWT)

參考文獻

張智堯，2011，螺旋式垂直軸風力機之氣動力模擬，中央大學機械工程學系碩士論文

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