猫头鹰的翅膀可能是击败风力涡轮机噪音的关键

一项新的研究揭示了猫头鹰翅膀的灵感如何使飞机和风力涡轮机变得更安静。

来自日本和中国的研究人员研究了猫头鹰翅膀前缘的锯齿，从而获得了有关它们如何使鸟类的飞行保持沉默的新见解。

他们的研究结果发表在《生物灵感与仿生》杂志上，指出了风力涡轮机，飞机，多旋翼无人机和其他机器中潜在的噪声抑制机制。

日本千叶大学的主要作者刘浩教授说：“猫头鹰以安静的飞行着称，由于它们独特的翅膀特征，通常以前锯齿，后缘条纹和天鹅绒般的表面为特征。

“我们想了解这些功能如何影响空气动力的产生和降噪，以及它们是否可以应用于其他地方。”

研究人员通过结合大型涡流模拟-用于计算流体动力学以模拟气流的湍流数学模型-以及通过模拟颗粒流动速度(PIV)和力测量来分析具有或不具有前缘锯齿的猫头鹰灵感的羽翼模型。低速风洞。

他们发现前沿的锯齿可以被动地控制层流或流线型气流与上翼表面上方的湍流之间的过渡，迎角(AoA)在零到20度之间。这意味着它们在空气动力和声音产生中起着至关重要的作用。

刘教授说：“但是，我们发现，在力的产生和消音之间存在折衷。与清洁的前缘相比，锯齿状的前缘在低于15°的AoA时会降低空气动力学性能，但可以实现降噪和空气动力学超过15°时在AoA上的性能，猫头鹰的翅膀经常在飞行中到达

这些猫头鹰启发的前缘锯齿，如果应用于风力涡轮机叶片，飞机机翼或无人机旋翼，可为控制流量和降低噪音提供有用的仿生设计。

“例如，当噪声问题成为风力涡轮机制造的主要障碍之一时，一种降低噪声的方法非常受欢迎。”

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