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受猫头鹰翼启发的前缘锯齿和面脊翼型的降噪机理( Noise reduction mechanism of airfoils with leading-edge serrations and surface ridges inspired by owl wings )
L Wang X Liu D Li
猫头鹰无声飞行的显著特点，为旋转叶轮机械的低噪音运行提供了无限的灵感。然而，猫头鹰机翼的特征，包括前缘锯齿、后缘锯齿和羽状表面对气动噪声的影响还没有得到全面的研究。根据以往的研究，具有广泛正弦剖面的翼型的降噪水平受到一定程度的限制。本文将猫头鹰机翼的表面脊作为一种新的耦合单元加入到具有前缘锯齿的翼型中。以NACA0012（国家航空咨询委员会）翼型为基础,对正弦、锯齿、铁形前缘锯齿和表面脊的仿生翼型进行了重构和研究,以揭示耦合元件的降噪机理。采用大涡模拟与声学模拟方程相结合的混合数值方法预测远场声学特性。采用涡动力学方法阐述了仿生流动控制的降噪机理。结果表明，具有铁型前缘锯齿的翼型降噪效果最好。声压级相对于原翼型降低14.3dB。仿生结构引起的流向涡的变化导致规则的大尺度管状涡分离成较小的马蹄形涡。此外，展向的相关系数减小，空间场中时均涡度的变化促进了声压脉动辐射对声源的衰减效果。
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