通用電氣（GE）全球研發(fā)中心日前宣布一項最新研究成果，有望對未來(lái)風(fēng)機葉片的設計產(chǎn)生重要影響。通過(guò)高性能計算機進(jìn)行復雜運算，GE工程師突破了之前葉片設計存在的局限性，有助于探索新的方式來(lái)重新設計風(fēng)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(shí)驗室合作，主要研究風(fēng)機葉片噪聲預測方式。目前，大功率并網(wǎng)風(fēng)機的主要噪聲源自空氣動(dòng)力引起的葉片噪聲，這也是風(fēng)機設計過(guò)程中最大的限制因素。降低葉片噪聲有助于降低風(fēng)電成本，提高發(fā)電量。事實(shí)上，GE預測，轉子噪聲降低1分貝，每臺風(fēng)機每年發(fā)電量將提高2%。預計未來(lái)五年，全球會(huì )新增近240吉瓦裝機。如果發(fā)電量提高2%，就會(huì )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(gè)城市的全部居民提供用電。

    “毫無(wú)疑問(wèn)，風(fēng)機葉片設計上最大的限制源自空氣動(dòng)力學(xué)噪聲，”GE全球研發(fā)中心風(fēng)能技術(shù)平臺負責人馬克·揚克霍夫說(shuō)：“通過(guò)運用高性能計算來(lái)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、噪聲更低的轉子，從而提高發(fā)電量。這不僅能為消費者節省能源開(kāi)支，還會(huì )大大降低溫室氣體的排放量�！�

    為確保設計的風(fēng)機葉片不出現噪聲問(wèn)題，GE的研究人員在風(fēng)洞中進(jìn)行風(fēng)機葉片的聲學(xué)測量，實(shí)地測量以確定可接受的噪聲水平，還在控制系統設置降噪運行模式。有效建模有助于保持目前的低噪聲水平，同時(shí)提高發(fā)電量。

    GE的測試包括運用Sandia國家實(shí)驗室的Red Mesa超級計算機，運行斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的高仿真度大渦流模擬（LES）軟件，預測詳細的流體力學(xué)現象和風(fēng)機葉片噪聲。三個(gè)月內，這一擾動(dòng)氣流通過(guò)風(fēng)機葉片的LES仿真連續在Red Mesa高性能計算上進(jìn)行。最終的流場(chǎng)預測獲得有價(jià)值的機理，可用于評估目前的工程設計模型、最能影響噪聲預測的假設、以及模型選擇的精確度和可靠性。

    GE是全球風(fēng)能領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導者。到2012年，GE風(fēng)機全球裝機總量已經(jīng)超過(guò)20000臺，在30個(gè)國家和地區的項目裝機總量超過(guò)28吉瓦。在中國，GE風(fēng)機在中國的裝機總量超過(guò)1000臺。