目前，GE全球研發(fā)中心近日宣布了一項新研究成果，將有望對未來風機葉片的設計產(chǎn)生重要影響。通過高性能計算機進行復雜運算，GE工程師突破葉片設計之前存在的局限性，有助于探索新的方式來重新設計風機葉片，使其噪聲更低，發(fā)電量更大。
GE與位于新墨西哥州阿爾伯克基的Sandia國家實驗室合作，主要致力于研究風機葉片噪聲預測方式。現(xiàn)代的大功率并網(wǎng)風機，其主要噪聲源自空氣動力引起的葉片噪聲，這也成為風機設計過程中******的限制因素。降低葉片噪聲有助于降低風電成本，提高發(fā)電量。事實上，GE預測，轉(zhuǎn)子噪聲降低1分貝，每臺風機每年發(fā)電量將提高2%。預計未來五年，全球會新增近240吉瓦裝機。如果發(fā)電量提高2%，就會生產(chǎn)出5吉瓦的額外電量，足夠為紐約、波士頓和洛杉磯三個城市的全部居民提供用電。
"毫無疑問，風機葉片設計上******的限制源自空氣動力學噪聲，"GE全球研發(fā)中心風能技術平臺負責人Mark JonKhof說："通過運用高性能計算來改善目前用于預測葉片噪聲的工程模型，我們能打造出葉尖速更高、噪聲更低的轉(zhuǎn)子，從而提高發(fā)電量。這不僅能為消費者節(jié)省能源開支，還會大大降低溫室氣體的排放量。"
Jonkhof補充道："能夠使用Sandia實驗室的超級電腦對于開展這些實驗意義重大，以及發(fā)現(xiàn)提高風能潛力的方式。能夠使用高性能計算的資源對于需要在全球市場競爭的公司十分關鍵。"
為確保設計的風機葉片不出現(xiàn)噪聲問題，GE的研究人員在風洞中進行風機葉片的聲學測量，實地測量以確定可接受的噪聲水平，還在控制系統(tǒng)設置降噪運行模式。有效建模有助于保持目前的低噪聲水平，同時提高發(fā)電量。
"Sandia國家實驗室和其他能源部國家實驗室正在運用高性能計算攻克風能發(fā)電上復雜的設計問題，諸如降低風機葉片噪聲來大幅減少風電成本。Sandia國家實驗室讓GE的研究人員能夠洞察葉片噪聲機理，以及設計工程師該如何改善他們的模型。"Sandia空氣動力科學部門的Matt Barnoe說。
GE的測試包括運用Sandia國家實驗室的Red Mesa超級計算機，運行斯坦福大學開發(fā)的高仿真度大渦流模擬（LES）軟件，預測詳細的流體力學現(xiàn)象和風機葉片噪聲。三個月內(nèi)，這一擾動氣流通過風機葉片的LES仿真連續(xù)在Red Mesa高性能計算上進行。***終的流場預測獲得有價值的機理，可用于評估目前的工程設計模型、***能影響噪聲預測的假設、以及模型選擇的******度和可靠性。
"我們發(fā)現(xiàn)，高仿真度模型在準確預測風機機翼后緣噪聲問題上發(fā)揮著至關重要的作用。"Jonkhof說："我們相信，從模擬實驗中獲得的成果至少能為進一步改善噪聲設計模型奠定基礎。"
GE是全球風能領域的市場領導者。到2012年，GE風機全球裝機總量已經(jīng)超過20,000臺，在30個國家和地區(qū)的項目裝機總量超過28吉瓦。在中國，GE風機在中國的裝機總量超過1000臺
