目前，GE全球研發(fā)中心近日宣布了一項新研究成果，將有望對未來風(fēng)機葉片的設(shè)計產(chǎn)生重要影響。通過高性能計算機進行復(fù)雜運算，GE工程師突破葉片設(shè)計之前存在的局限性，有助于探索新的方式來重新設(shè)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國家實驗室合作，主要致力于研究風(fēng)機葉片噪聲預(yù)測方式?，F(xiàn)代的大功率并網(wǎng)風(fēng)機，其主要噪聲源自空氣動力引起的葉片噪聲，這也成為風(fēng)機設(shè)計過程中******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。事實上，GE預(yù)測，轉(zhuǎn)子噪聲降低1分貝，每臺風(fēng)機每年發(fā)電量將提高2%。預(yù)計未來五年，全球會新增近240吉瓦裝機。如果發(fā)電量提高2%，就會生產(chǎn)出5吉瓦的額外電量，足夠為紐約、波士頓和洛杉磯三個城市的全部居民提供用電。
"毫無疑問，風(fēng)機葉片設(shè)計上******的限制源自空氣動力學(xué)噪聲，"GE全球研發(fā)中心風(fēng)能技術(shù)平臺負責(zé)人Mark JonKhof說："通過運用高性能計算來改善目前用于預(yù)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(zhuǎn)子，從而提高發(fā)電量。這不僅能為消費者節(jié)省能源開支，還會大大降低溫室氣體的排放量。"
Jonkhof補充道："能夠使用Sandia實驗室的超級電腦對于開展這些實驗意義重大，以及發(fā)現(xiàn)提高風(fēng)能潛力的方式。能夠使用高性能計算的資源對于需要在全球市場競爭的公司十分關(guān)鍵。"
為確保設(shè)計的風(fēng)機葉片不出現(xiàn)噪聲問題，GE的研究人員在風(fēng)洞中進行風(fēng)機葉片的聲學(xué)測量，實地測量以確定可接受的噪聲水平，還在控制系統(tǒng)設(shè)置降噪運行模式。有效建模有助于保持目前的低噪聲水平，同時提高發(fā)電量。
"Sandia國家實驗室和其他能源部國家實驗室正在運用高性能計算攻克風(fēng)能發(fā)電上復(fù)雜的設(shè)計問題，諸如降低風(fēng)機葉片噪聲來大幅減少風(fēng)電成本。Sandia國家實驗室讓GE的研究人員能夠洞察葉片噪聲機理，以及設(shè)計工程師該如何改善他們的模型。"Sandia空氣動力科學(xué)部門的Matt Barnoe說。
GE的測試包括運用Sandia國家實驗室的Red Mesa超級計算機，運行斯坦福大學(xué)開發(fā)的高仿真度大渦流模擬（LES）軟件，預(yù)測詳細的流體力學(xué)現(xiàn)象和風(fēng)機葉片噪聲。三個月內(nèi)，這一擾動氣流通過風(fēng)機葉片的LES仿真連續(xù)在Red Mesa高性能計算上進行。***終的流場預(yù)測獲得有價值的機理，可用于評估目前的工程設(shè)計模型、***能影響噪聲預(yù)測的假設(shè)、以及模型選擇的******度和可靠性。
"我們發(fā)現(xiàn)，高仿真度模型在準確預(yù)測風(fēng)機機翼后緣噪聲問題上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。"Jonkhof說："我們相信，從模擬實驗中獲得的成果至少能為進一步改善噪聲設(shè)計模型奠定基礎(chǔ)。"
GE是全球風(fēng)能領(lǐng)域的市場領(lǐng)導(dǎo)者。到2012年，GE風(fēng)機全球裝機總量已經(jīng)超過20,000臺，在30個國家和地區(qū)的項目裝機總量超過28吉瓦。在中國，GE風(fēng)機在中國的裝機總量超過1000臺
