Аналіз акустичного випромінювання модифікованого сегмента лопаті вітрової турбіни з профілем NACA 0012

Дреус, А., Дербаба, В., Гаркавенко, Д., Алексєєнко, С. (2025). Analysis of the acoustic emission of a modified segment of a wind turbine blade with a NACA 0012 airfoil. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Physics and Mathematics, 81(2), 95–100. https://doi.org/10.17721/1812-5409.2025/2.13

Актуальність дослідження зумовлена потребою зменшення шумового забруднення, що виникає під час експлуатації вітроенергетичних установок, зокрема в умовах густонаселених або екологічно чутливих регіонів. Одним із перспективних підходів до зниження акустичного випромінювання лопатей вітрових турбін є модифікація їхньої геометрії для контролю турбулентних структур потоку. У пропонованій роботі представлено методологію та результати експериментального дослідження аеродинамічного шуму, що генерується профілем лопаті типу NACA0012. Досліджено вплив періодичних зазубрин на задній крайці на акустичні характеристики профілю. Метою роботи є оцінка ефективності зазубреної задньої крайки у зниженні рівня аеродинамічного шуму. Дослідження проведено в безлунній камері з використанням фізичних моделей профілю, виготовлених методом 3D-друку, а акустичні вимірювання виконано за допомогою шумоміра з подальшим обробленням даних методом швидкого перетворення Фур'є (FFT). Експерименти охоплювали різні швидкості набігаючого потоку (від 10 до 20 м/с) і кути атаки (0° та 5°), а результати подано у вигляді спектрів звукового тиску. Встановлено, що модифікований профіль забезпечує зниження рівня звукового тиску до 7 дБ порівняно зі стандартним профілем. Ефект особливо виражений у частотному діапазоні до 8 кГц, характерному для вихрових джерел шуму за відносно низьких швидкостей потоку. Запропонований підхід демонструє високу ефективність і може бути застосований для оптимізації конструкцій вітрових турбін, а також інших обертових елементів, таких як пропелери БПЛА або вентилятори.