猫头鹰风格的机翼设计降低了风力涡轮机的噪音

研究猫头鹰飞行声学的科学家设计了一种3D打印的机翼附件，该附件可将风力涡轮机的噪音降低10分贝，而不会影响空气动力学。许多种类的猫头鹰能够通过在1.6千赫兹 (kHz) 以上的声音频率下抑制其噪声-在人类可以听到的范围内，从而有效地保持沉默。

包括美国利哈伊大学 (Lehigh University) 助理教授贾斯汀·W·贾沃斯基 (Justin W Jaworski) 在内的一组研究人员正在努力查明实现这种虚拟沉默以改善人为空气动力学设计的机制-风力涡轮机，飞机，海军舰艇甚至汽车。

通过物理实验和理论建模，该团队成功地使用了猫头鹰羽毛的绒毛冠层作为模型，以激发3D打印的机翼附件的设计，该附件可将风力涡轮机的噪音降低10分贝，而不会影响空气动力学。

他们进一步研究了这种设计如何降低粗糙度和后缘噪声。特别是，后沿噪声在低速应用中很普遍，并设置了它们的最小噪声水平。降低机翼噪声的能力具有超出风力涡轮机的影响，因为它可以应用于其他空气动力学情况，例如空气通过汽车门窗空间渗出而产生的噪声。

研究人员专门研究了构成许多大型猫头鹰的上翼表面的天鹅绒般的羽绒-一种独特的物理属性，即使在鸟类中也是如此，这也有助于猫头鹰的无声飞行。如在显微镜下所见，羽绒由形成类似于森林结构的毛发组成。毛发最初几乎垂直于羽毛表面上升，然后沿流动方向弯曲，形成顶篷，在其顶部带有互锁的倒钩-交叉纤维。

在意识到使用单向冠层 (去除交叉纤维) 是最有效的-因为它不会产生织物冠层的高频自噪声，但仍抑制了产生噪声的表面压力-他们创建了3d打印，塑料附件由小的 “finlets” 组成，可以连接到翼型 (机翼) 上。本发明可以改装成现有的机翼设计，并与其他降噪策略结合使用，以实现更大的噪声抑制。