丰桥科技大学 俯视图(顶部)和横截面图(底部)
等离子体激励器由顶部和底部电极以及它们之间的介电层组成
学分:丰桥科技大学
丰桥技术大学机械工程系的一个研究小组开发了一种通过等离子体降低空气动力噪声的方法
空腔流动，如高速列车车厢间隙周围的流动，经常辐射空气动力噪声
采用等离子体激励器诱导流动来抑制这种噪声
通过周期性地关闭等离子体致动器的电源，当与相同功耗下的连续操作相比时，观察到声压水平的更大降低
丰桥技术大学机械工程系的一个研究小组开发了一种通过在空气中产生等离子体来降低空气动力噪声的方法
通过孔或凹面形状的气流被称为空腔流，空气动力噪声经常在此处辐射
等离子体致动器是一种能够通过等离子体产生在空气中引起各种流动的装置
因此，应用等离子致动器来抑制这种噪声
该小组展示了空气动力噪音减少了35分贝
此外，与等离子体致动器在相同功耗下的连续操作相比，以适当的频率周期性关闭等离子体致动器导致了声级的更大降低
他们的研究结果发表在2020年10月9日的《流体物理学》上
空气动力学声音通常从空腔流中辐射出来，例如高速列车车厢间隙周围的气流和飞机起落架配置
考虑到这种噪音对乘客来说不舒服，有必要降低这种噪音
最近，由顶部和底部电极以及它们之间的介电层组成的流动诱导装置被称为等离子体致动器，已经被用于流动控制
非受控情况(左)和受控情况(右)
大规模的涡流会产生强烈的声音，通过等离子体激励器引入控制可以减弱这种声音
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丰桥技术大学机械工程系的一个研究小组证明了等离子体激励器成功地产生了能够产生高强度声音的涡流
因此，来自空腔流的空气动力噪声被降低，并且声级的最大降低对应于35 dB
此外，为了减少驱动等离子体致动器所需的功率，等离子体致动器被周期性地关闭
这种驾驶方式被称为“间歇控制”
“与相同功耗下的连续控制相比，在适当频率下的间歇控制会导致更高的声音衰减
在一台超级计算机中对流动和声音的模拟阐明了在等离子体激励器的控制下，导致强烈声音的涡流的减弱
此外，即使通过适当频率的间歇控制，腔音也持续降低
黑色标记表示连续控制
其他颜色表示不同间歇频率下的间歇控制，其中Sti表示无量纲间歇频率
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空腔流的声辐射机制类似于哨声
如果在吹口哨时手指移向或移出嘴，哨音停止并开始
重要的是要考虑手指移动速度的影响
此外，重要的是确定音调是否可以通过足够快的移动来停止
通过利用等离子体激励器的快速时间响应，本研究的结果解决了这个问题
结果表明，通过适当频率的控制，音调持续降低，这取决于空腔流动配置
由于诱导流速和用等离子体处理臭氧产生的限制，等离子体致动器仍然存在问题
然而，研究小组认为，这种降噪方法直接或间接地导致了舒适运输车辆的设计
当运输车辆的速度增加时，空气动力噪声会带来问题
因此，空气动力学噪音降低机制的发展可以导致更快的运输车辆和更低的噪音水平
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