一項新的研究揭示了貓頭鷹翅膀的靈感如何使飛機和風(fēng)力渦輪機變得更安靜。

來自日本和中國的研究人員研究了貓頭鷹翅膀前緣的鋸齒，從而獲得了有關(guān)它們?nèi)绾问锅B類的飛行保持沉默的新見解。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《生物靈感與仿生》雜志上，指出了風(fēng)力渦輪機，飛機，多旋翼無人機和其他機器中潛在的噪聲抑制機制。

日本千葉大學(xué)的主要作者劉浩教授說：“貓頭鷹以安靜的飛行著稱，由于它們獨特的翅膀特征，通常以前鋸齒，后緣條紋和天鵝絨般的表面為特征。

“我們想了解這些功能如何影響空氣動力的產(chǎn)生和降噪，以及它們是否可以應(yīng)用于其他地方。”

研究人員通過結(jié)合大型渦流模擬-用于計算流體動力學(xué)以模擬氣流的湍流數(shù)學(xué)模型-以及通過模擬顆粒流動速度(PIV)和力測量來分析具有或不具有前緣鋸齒的貓頭鷹靈感的羽翼模型。低速風(fēng)洞。

他們發(fā)現(xiàn)前沿的鋸齒可以被動地控制層流或流線型氣流與上翼表面上方的湍流之間的過渡，迎角(AoA)在零到20度之間。這意味著它們在空氣動力和聲音產(chǎn)生中起著至關(guān)重要的作用。

劉教授說：“但是，我們發(fā)現(xiàn)，在力的產(chǎn)生和消音之間存在折衷。與清潔的前緣相比，鋸齒狀的前緣在低于15°的AoA時會降低空氣動力學(xué)性能，但可以實現(xiàn)降噪和空氣動力學(xué)超過15°時在AoA上的性能，貓頭鷹的翅膀經(jīng)常在飛行中到達

這些貓頭鷹啟發(fā)的前緣鋸齒，如果應(yīng)用于風(fēng)力渦輪機葉片，飛機機翼或無人機旋翼，可為控制流量和降低噪音提供有用的仿生設(shè)計。

“例如，當(dāng)噪聲問題成為風(fēng)力渦輪機制造的主要障礙之一時，一種降低噪聲的方法非常受歡迎。”