固定式与浮动式离岸风力发电机组的振动声 underwater 噪声

离岸风力发电机产生的人为水下噪声正在成为日益突出的环境问题，尤其是随着底部固定式和浮动式设备大规模部署。本文提出了一种基于物理的振动声框架，用于预测离岸风力发电机的运行水下噪声排放，并比较了支撑于单桩式和浮动式配置的10兆瓦风力发电机。该方法将时域气动-水动- servo-弹性仿真与基于等效偶极子源和格林函数解的频域声学公式相结合，考虑到自由表面与海床之间的水下约束，通过镜像法进行处理。结果表明，浮动配置在低频声释放方面具有增强效果，在等效水深条件下，由于额外的刚体运动，低于10 Hz的频段其总体声压级(OASPL)可提高最高15%；而单桩结构在较高频率（与传动机激振相关）处辐射更为有效。还观察到辐射声场在空间分布和定向性方面存在显著差异，浮动平台显示出更复杂的三维辐射模式和更强的方向依赖性变化，在100-1000 Hz频段可达约20-25 dB，而单桩配置则表现为更平滑且近乎轴对称的响应。水深对传播模式和整体声级影响显著，浅水浮动配置的OASPL相对于深水情况可变动最高7%。该框架的提出使我们能够量化振动声噪声，为在设计阶段评估水下声学影响提供了预测工具，支持环境导向的离岸风力发电机设计及未来监管和监测策略。