沉默猫头鹰飞行激发降低风力涡轮机噪声的方法

沉默猫头鹰飞行激发降低风力涡轮机噪声的方法猫头鹰的无声飞行激发了研究人员设计出一种降低风力涡轮机噪音的新方法。虽然风力涡轮机已经因为对鸟类造成危险而出现故障，但它实际上是这些动物中的一只 - 猫头鹰 - 这激发了研究团队设计出一种减少噪音涡轮机的新方法。来自利哈伊大学，弗吉尼亚理工大学，佛罗里达大西洋大学和剑桥大学的研究人员进行了合作研究，观察了许多猫头鹰物种可以无声地飞行以发明无源降噪装置的方式。该装置可以破坏涡轮机的气流以减少它们所产生的声音，并且还可以应用于飞机，海军舰艇和汽车中使用的其他基于涡轮机的技术。负责该研究的Lehigh机械工程和力学助理教授Justin W. Jaworski在接受采访时向设计新闻解释了猫头鹰飞行的灵感来源于该机制的设计。

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“在人类耳朵最敏感的相同频率范围内，猫头鹰能够抑制由于湍流空气流过它们的翅膀而产生的噪音，因此对鸟类规模的设计来说，工程设计的意义是显而易见的，”他说。“机翼后缘产生的噪音设定了最低噪音水平，因此猫头鹰必须以新颖的方式改变其后缘。许多现实世界的应用(例如风力涡轮机)都将尾缘噪声列为主要或主要的噪声源;因此，了解猫头鹰的后缘可能会对工业设计产生直接影响，从而实现更安静的操作。“

Jaworski说，具体而言，在猫头鹰特征上发现的绒毛层对研究人员特别感兴趣。该层具有天鹅绒般的质感，具有森林般的结构，可以推动来自机翼表面的嘈杂气流。他说，当这层被放置在后缘的上游时，它会在边缘产生噪音之前改变气流。

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Jaworski说，以此为模型，该团队开发了一种3D打印的塑料被动降噪装置，称为“finlets”，基于猫头鹰羽毛上发现的蓬松羽绒材料的结构。该装置由小轨道或翅片组成，这些小轨道或翅片与后缘上游的气流对齐，这破坏了气流，从而减弱了后缘处的噪音产生。

“Finlet设备是被动的，可能是一种设计改造 - 例如飞机机翼顶端的小翼 - 或者融入到新的设计中，”Jaworski说。“此外，由于finlets只是对气流进行预处理，因此它们可以与其他降噪技术(例如锯齿状边缘)一起使用，以实现更大的降噪和/或更宽的频率范围。”

Jaworski和团队的其他成员发表了一篇关于他们在声音和振动杂志上的工作的论文。该团队已经在弗吉尼亚理工大学的一个实验室中证明了风力涡轮机叶片上的10分贝宽带降噪。Jaworski说，下一步是在全尺寸风力涡轮机上测试finlet发明，看看它在真实场景中的表现。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰写了超过15年的技术和文化。她曾在凤凰城，旧金山和纽约市担任专业记者。在空闲时间，她喜欢冲浪，旅游，音乐，瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一个村庄。