受猫头鹰翅膀启发：新型叶片设计可减少飞机的噪音污染

2022-01-30 12:04:04 来源：cnBeta.COM

后缘噪声是航空和涡轮发动机的主要声源，如飞机、无人机和风力涡轮机。而抑制这种噪音污染是一些城市地区的一个主要环境目标。在AIP出版社出版的《Physics of Fluids》中，来自西安交通大学的研究人员利用猫头鹰翅膀的特性为机翼设计提供参考，另外还大大降低了尾部边缘的噪音。

访问：

微软Surface精选机型特惠6.3折起翻新机满100减100

这项研究的论文作者Xiaomin Liu说道：“由于夜行猫头鹰独特的翅膀构造，在类似的飞行速度下，产生的噪音比其他鸟类少约18分贝。此外，当猫头鹰捕捉猎物时，翅膀的形状也在不断变化，因此研究猫头鹰飞行过程中的翼缘构造具有重要意义。”

当气流沿机翼背面通过时会产生拖曳边缘的噪音。气流沿着机翼的上表面和下表面形成一个空气湍流层，当这层空气流经后缘时就会散射出噪声。

以往的研究探索了锯齿状后缘并发现锯齿能有效降低旋转机械的噪声。然而，噪音的降低并不普遍，它在很大程度上取决于最终的应用。

“目前，旋转式涡轮机械的叶片设计已经逐渐成熟，但降噪技术仍处于瓶颈期。传统锯齿结构的降噪能力是有限的，需要提出和开发一些新的非光滑拖曳边缘结构以进一步挖掘仿生降噪的潜力，”Liu说道。

该团队使用噪声计算和分析软件对具有让人联想到猫头鹰翅膀特征的简化机翼进行了一系列详细的理论研究。他们将他们的研究结果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后缘的形状抑制了噪音。有趣的是，不对称的锯齿比对称的锯齿更能减少噪音。

由于噪声降低会随着不同的操作条件而变化，因此科学家们强调，应该根据具体的应用来进一步评估机翼设计。

如风力涡轮机有复杂的入流环境，这需要一个更普遍的降噪技术。在不同入流的影响下考察降噪技术将使他们的结论更具普遍性。

研究人员认为他们的工作将可作为机翼设计和噪声控制的重要指导。

直播更多》

关闭