美国物理研究所 猫头鹰翅膀的形状有助于动物安静地飞行,可以为翼型设计提供信息
信用:王、刘 后缘噪音是航空发动机和涡轮发动机(如飞机、无人机和风力涡轮机)的主要声源
抑制这种噪音污染是一些城市地区的主要环境目标
在《流体物理学》中,西安交通大学的研究人员利用猫头鹰机翼的特性来指导翼型设计,并显著降低后缘噪音
作者刘小敏说:“夜间活动的猫头鹰由于其独特的翅膀结构,比其他飞行速度相似的鸟类产生的噪音低18分贝左右。”
“而且,猫头鹰捕捉猎物时,翅膀的形状也在不断变化,因此研究猫头鹰飞行时的翼缘构型具有重要意义
" 当气流沿着机翼后部流动时,会产生后缘噪音
气流沿着机翼的上下表面形成一个湍流空气层,当该空气层通过后缘流回时,它会散射和辐射噪音
先前的研究探索了锯齿后缘,发现锯齿有效地降低了旋转机械的噪音
然而,降噪并不是普遍的,主要取决于最终的应用
刘说:“目前,旋转叶轮机械的叶片设计已逐渐成熟,但降噪技术仍处于瓶颈。”
“传统锯齿结构的降噪能力有限,需要提出和发展一些新的非光滑后缘结构,进一步挖掘仿生降噪的潜力。”
" 该团队使用噪声计算和分析软件对简化翼型进行了一系列详细的理论研究,这些翼型的特性让人想起猫头鹰的翅膀
他们将他们的发现应用于抑制旋转机械的噪音
改善后缘周围的流动条件和优化边缘形状抑制了噪声
有趣的是,不对称锯齿比对称锯齿更能降低噪音
不同的运行条件下降噪效果不同,因此科学家强调应根据具体应用进一步评估翼型设计
例如,风力涡轮机具有复杂的来流环境,这需要更通用的降噪技术
研究不同来流影响下的降噪技术将使他们的结论更具普遍性
研究人员相信,他们的工作将成为翼型设计和噪声控制的重要指南
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