Noise prediction from streamlined bodies such as wind turbine blades can be predicted accurately using CFD computations that use spatio-temporal turbulence models at the expense of high computational power. In this work, empirical methods proposed from BPM, Grosveld and Lowson are used to compute numerically to analyse the influence of rotor solidity factor on broadband trailing edge noise from a 2 MW horizontal axis wind turbine with a blade length of 37 m. Inputs to acoustic solver are the velocity vector field and boundary layer data which are obtained using blade element momentum and X-Foil. The outputs from acoustic solver are directivity and far field sound pressure on a receiver located at distance of 120 m from tower base. The results have shown that for a wind speed of 10 m/s measured at 10 m above ground, sound power level was found to increase between mid-bands to high frequencies for all three methods. Rotor solidity effect was illustrated at constant rotational speed of 17 RPM and receiver height of 0.5 m located in downwind position. A minimum difference of 1.5dBA was found at f ~ 100 Hz for Lowson method and maximum of ~ 2.8dBA at 1 kHz between two and three blade rotor. For BPM and Grosveld methods however, the sound levels were ~ 5dBA lower for two blade rotor than three blade rotor between f ~ 100 Hz and f ~ 1 kHz. The study also demonstrated that as number of blades increase by integral multiples, the effect on noise radiation from trailing edge of blades increase by 2-5dBA due to amplitude modulation.

中文翻译：

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转子强度对风力发电机叶片后缘噪声的影响

可以使用CFD计算准确地预测流线型物体（例如风力涡轮机叶片）的噪声，该计算使用时空湍流模型，但代价是计算能力高。在这项工作中，使用了BPM，Grosveld和Lowson提出的经验方法进行数值计算，以分析转子坚固度对叶片长度为37 m的2 MW水平轴风力发电机的宽带后缘噪声的影响。声学解算器的输入是速度矢量场和边界层数据，这些数据是使用叶片单元动量和X箔获得的。声学求解器的输出是指向和距塔底120 m处的接收器上的远场声压的方向性。结果表明，在离地面10 m处测得的风速为10 m / s时，对于这三种方法，发现声功率级在中频带到高频之间增加。转子在17 rpm的恒定转速和位于顺风位置的接收器高度为0.5 m的情况下显示了转子的坚固性效果。Lowson方法在f〜100 Hz时发现最小差异为1.5dBA，而在两个和三个叶片转子之间，在1 kHz时最大差异为〜2.8dBA。然而，对于BPM和Grosveld方法，在f〜100 Hz和f〜1 kHz之间，两个叶片转子的声音水平比三个叶片转子的声音水平低〜5dBA。研究还表明，随着叶片数量以整数倍增加，由于振幅调制，叶片后缘对噪声辐射的影响增加了2-5dBA。转子在17 rpm的恒定转速和位于顺风位置的接收器高度为0.5 m的情况下显示了转子的坚固性效果。Lowson方法在f〜100 Hz时发现最小差异为1.5dBA，而在两个和三个叶片转子之间，在1 kHz时最大差异为〜2.8dBA。然而，对于BPM和Grosveld方法，在f〜100 Hz和f〜1 kHz之间，两个叶片转子的声音水平比三个叶片转子的声音水平低〜5dBA。研究还表明，随着叶片数量以整数倍增加，由于振幅调制，叶片后缘对噪声辐射的影响增加了2-5dBA。转子在17 rpm的恒定转速和位于顺风位置的接收器高度为0.5 m的情况下显示了转子的坚固性效果。Lowson方法在f〜100 Hz时发现最小差异为1.5dBA，而在两个和三个叶片转子之间，在1 kHz时最大差异为〜2.8dBA。然而，对于BPM和Grosveld方法，在f〜100 Hz和f〜1 kHz之间，两个叶片转子的声音水平比三个叶片转子的声音水平低〜5dBA。研究还表明，随着叶片数量以整数倍增加，由于振幅调制，叶片后缘对噪声辐射的影响增加了2-5dBA。然而，对于BPM和Grosveld方法，在f〜100 Hz和f〜1 kHz之间，两个叶片转子的声音水平比三个叶片转子的声级低〜5dBA。研究还表明，随着叶片数量以整数倍增加，由于振幅调制，叶片后缘对噪声辐射的影响增加了2-5dBA。然而，对于BPM和Grosveld方法，在f〜100 Hz和f〜1 kHz之间，两个叶片转子的声音水平比三个叶片转子的声音水平低〜5dBA。研究还表明，随着叶片数量以整数倍增加，由于振幅调制，叶片后缘对噪声辐射的影响增加了2-5dBA。