六、鋸齒后緣

　　隨著風電機組安裝越來越靠近居住區，風電機組噪聲問題越來越受到重視。Oerlemans 和Mendez-Lopez 對Gamesa 公司的G58 機組進行了運行噪聲的測量，分析得出：

　　（1）風電機組的主要噪聲來自于葉尖70% －95% 區域（葉尖噪聲已通過優化的葉尖外形和反向扭角得到控制）；（2）葉片的噪聲主要來自后緣噪聲。

　　根據飛機引擎降噪的經驗，Howe 于1991 年提出了鋸齒后緣降低葉片后緣噪聲的傳播理論。后緣鋸齒會使流動在后緣處形成一列反向旋轉的渦對，改變了尾渦結構，減弱了下游尾跡區的展向相關性，減小了噪聲的遠場輻射。隨后大量的理論研究及實際應用表明該技術可以顯著降低葉片的氣動噪聲。目前鋸齒后緣設計已普遍應用于風電機組葉片中，圖7 為其在西門子葉片上的應用實例。

　　

　　七、葉尖小翼

　　葉片旋轉運動時，由于壓力差導致壓力面氣流繞過葉尖端面流入吸力面，既破壞了葉尖二維流動情況，同時會產生葉尖渦，這是造成葉尖噪聲、葉片效率減小、疲勞載荷增加的主要原因之一。借鑒飛機機翼解決翼尖渦的經驗，一種類似翼梢的葉尖小翼被應用到風電機組葉片中。加裝小翼，可以重整通過葉尖流場的氣流，有效地降低葉尖處誘導阻力，減少葉尖能量損失，從而提高原有風電機組的功率輸出。這種葉尖小翼設計與大弦長葉根一樣幾乎成為Enercon 公司風電機組葉片的標志（如圖8 所示），然而也有越來越多的其他風電機組制造商開始采用這種技術。

　　

　　主動控制技術

　　主動控制技術是指通過對風速、風向、葉片入流角及葉片表面氣流等因素的主動控制，實現控制風電機組載荷及氣動性能的目的。現代風電機組中應用最廣泛的主動控制方法是主動偏航和變槳。本文主要介紹對葉片表面流動的主動控制技術，目前這方面技術的研究有很多，大體可分為通過改變剖面形狀和通過表面吹/ 吸氣的方式進行氣動特性的控制。

　　一、改變剖面形狀

　　在飛機機翼中，通過后緣襟翼的收放來增大或減小翼型中弧線弧度，可以影響翼型的升力曲線。很多國外研究機構或企業對襟翼在葉片中的應用進行了深入研究，Vestas 公司與丹麥科技大學一起在其V27 機組的葉片上安裝了0.7m 長的后緣襟翼，通過在試驗風場的運行測試表明可降低葉根部揮舞彎矩14% 。然而這種傳統的襟翼機構存在一些制約其應該到風電機組葉片的因素，其中最主要的一點是葉片在運行過程中揮舞方向的變形很大，而連接襟翼與葉片主體的鉸鏈系統很難與其協調，另外復雜的結構也給制造和維護帶來不便。圖9 為一種帶后緣襟翼控制葉片的機組。

　　

　　Van Dam 基于Gurney 襟翼研究了一種可主動平移的后緣小板結構，這種小板分別安裝于翼型上下翼面，可以根據不同工況需要調節小板的平移量影響翼型氣動特性。通過CFD 計算和風洞試驗的方法對這套系統進行了深入的研究，并用氣彈分析工具分析它能顯著降低葉片疲勞載荷。這種小板結構簡單且在葉片展向分散安裝，因此有實際應用在葉片上的可能，圖10 為這種后緣小板結構的示意圖。