Un procedimiento híbrido de múltiples pasos para la simulación vibroacústica de la emisión de ruido de aerogeneradores
Autores: Zarnekow, Marc; Grätsch, Thomas; Ihlenburg, Frank
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un procedimiento híbrido de múltiples pasos para la simulación vibroacústica de la emisión de ruido de aerogeneradores
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Propuesto
Simulación
Vibraciones mecánicas
Radiación sonora
Turbina eólica
Tren de transmisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un enfoque híbrido analítico-computacional eficiente para la simulación de vibraciones mecánicas y radiación sonora en trenes de transmisión de turbinas eólicas. El procedimiento computacional abarca el modelado detallado de fuentes vibratorias y caminos de sonido estructural, así como los principales paneles de radiación de ruido aéreo. La rigidez de la malla que varía con el ángulo se obtiene a partir de una serie de simulaciones de elementos finitos cuasi-estáticas. Se propone un nuevo procedimiento para obtener la rigidez de la malla que varía en el tiempo a velocidad fluctuante. La rigidez de la malla variable se introduce como una excitación paramétrica en un modelo analítico de engranajes, y los resultados transformados por Fourier se utilizan como fuentes vibratorias en un análisis de respuesta armónica basado en elementos finitos del tren de transmisión. El presente documento se centra en el modelado del contacto de engranajes y las vibraciones de la caja de engranajes. Se esbozan los modelos y procedimientos, y los resultados computacionales se comparan con mediciones físicas en una turbina eólica de 2.5 MW. Los resultados están en buen acuerdo cualitativo en frecuencias tonales. Este es particularmente el caso a velocidad fluctuante, donde tanto la simulación como la medición muestran el efecto característico de la modulación de frecuencia. El procedimiento computacional se ha ampliado a todo el tren de transmisión y se aplica de manera efectiva en la concepción y evaluación de medidas de diseño para la reducción de amplitudes tonales.
Descripción
Este documento propone un enfoque híbrido analítico-computacional eficiente para la simulación de vibraciones mecánicas y radiación sonora en trenes de transmisión de turbinas eólicas. El procedimiento computacional abarca el modelado detallado de fuentes vibratorias y caminos de sonido estructural, así como los principales paneles de radiación de ruido aéreo. La rigidez de la malla que varía con el ángulo se obtiene a partir de una serie de simulaciones de elementos finitos cuasi-estáticas. Se propone un nuevo procedimiento para obtener la rigidez de la malla que varía en el tiempo a velocidad fluctuante. La rigidez de la malla variable se introduce como una excitación paramétrica en un modelo analítico de engranajes, y los resultados transformados por Fourier se utilizan como fuentes vibratorias en un análisis de respuesta armónica basado en elementos finitos del tren de transmisión. El presente documento se centra en el modelado del contacto de engranajes y las vibraciones de la caja de engranajes. Se esbozan los modelos y procedimientos, y los resultados computacionales se comparan con mediciones físicas en una turbina eólica de 2.5 MW. Los resultados están en buen acuerdo cualitativo en frecuencias tonales. Este es particularmente el caso a velocidad fluctuante, donde tanto la simulación como la medición muestran el efecto característico de la modulación de frecuencia. El procedimiento computacional se ha ampliado a todo el tren de transmisión y se aplica de manera efectiva en la concepción y evaluación de medidas de diseño para la reducción de amplitudes tonales.