猫头鹰飞行器原理（西安交大最新研究）

西安交通大学的研究人员利用猫头鹰翅膀的特性来优化翼型设计并显着降低后缘噪声。“由于其独特的机翼配置，夜行猫头鹰产生的噪音比类似飞行速度的其他鸟类低约 18 分贝。”作者刘晓敏说，“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过程中的翼缘形态具有重要意义。”

后缘噪声是航空和涡轮发动机（如飞机、无人机和风力涡轮机）的主要声音来源，抑制这种噪音污染是一些城市地区的主要环境目标。

在AIP Publishing的《流体物理学》一书中，西安交通大学的研究人员利用猫头鹰翅膀的特性来指导翼型设计并显着降低后缘噪声。

当气流沿翼型背面通过时，会产生后缘噪声。气流沿着翼型的上表面和下表面形成一层湍流的空气，当那层空气通过后缘流回时，它会散射并辐射噪声。

以前的研究着重探索了锯齿状后缘，发现锯齿可以有效地降低旋转机械的噪音。然而，降噪效果并不是普遍的，很大程度上取决于最终的应用。

“目前，旋转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阶段。”刘晓敏说，“传统锯齿结构的降噪能力有限，需要提出和开发一些新的非光滑后缘结构，以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具有猫头鹰翅膀特征的简化翼型进行了一系列详细的理论研究，通过改善后缘周围的流动条件并优化边缘形状从而抑制了噪声产生。有趣的是，非对称锯齿比对称锯齿更能降低噪音。

降噪效果因运行条件的不同而不同，因此科学家们强调，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。在不同流入流量的影响下检查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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