Задний шум является доминирующим источником шума от авиационных и турбинных двигателей, таких как авиационные двигатели, беспилотники и ветровые турбины. Подавление этого шумового загрязнения является одной из основных экологических целей для некоторых городских районов.
В журнале “Физика жидкостей” издательства AIP исследователи из университета Сиань Цзяотун использовали характеристики крыльев совы для разработки аэродинамического профиля и значительного снижения шума от задней кромки.
“Ночные совы производят примерно на 18 децибел меньше шума, чем другие птицы при аналогичных скоростях полета, благодаря уникальной конфигурации крыльев, — рассказывает автор работы Сяомин Лю. – Более того, когда сова ловит добычу, форма ее крыльев также постоянно меняется, поэтому изучение конфигурации кромки крыла во время полета совы очень важно”.
Известно, что шум задней кромки создается, когда воздушный поток проходит вдоль задней части профиля. Поток образует турбулентный слой воздуха вдоль верхней и нижней поверхностей профиля, и когда этот слой воздуха проходит обратно через заднюю кромку, он рассеивается и издает шум.
Предыдущие исследования изучали зубчатые прицепные кромки и обнаружили, что зубцы эффективно снижают шум вращающегося оборудования. Однако снижение шума не было универсальным и зависело в основном от конечного применения.
“В настоящее время конструкция лопаток вращающихся турбомашин постепенно улучшается, но технология снижения шума все еще находится в узком месте, — делится Лю. – Возможности снижения шума обычных пилообразных структур ограничены, и для дальнейшего использования потенциала бионического снижения шума необходимо предложить и разработать новые негладкие структуры задней кромки”.
Сообщается, что команда использовала программное обеспечение для расчета и анализа шума для проведения серии подробных теоретических исследований упрощенных профилей с совоподобными характеристиками. Они применили полученные результаты для подавления шума вращающихся машин.
Улучшение условий прицепной кромки и оптимизация формы кромки подавляли шум. Интересно, что асимметричные зубья снижали шум сильнее, чем их симметричные аналоги.
Исследователи считают, что их работа послужит важным руководством для проектирования аэродинамических профилей и борьбы с шумом.
