通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構 科學家有望設計出低噪音的機翼

通過近距離接觸鳥類飛行的錯綜復雜的機械結構,科學家們不斷解開可以幫助他們追求先進空氣動力學的秘密,這可能包括產生更少噪音的飛機。通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構,歐洲的科學家們正在開發一種新型的飛機機翼,他們說可以在這個領域取得重要的收獲。

通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構  科學家有望設計出低噪音的機翼

這項創新來自倫敦城市大學和德國亞琛工業大學的研究人員,並揭示了貓頭鷹羽毛前緣的微結構的作用,這些微結構被稱為finlets。科學家們首先通過高分辨率的微CT掃描收集了典型貓頭鷹羽毛的3D幾何數據,從而建立了一個可以通過計算流體動力學進行研究的數字模型。

這揭示了這些微結構的作用是重新引導空氣流動,使其表現得更加連貫。該團隊受微結構的啟發,建造了一個擴大的機翼,並在水隧道中進行了測試,結果再次表明,它們可以重新引導和穩定流過它們的氣流。

通過模擬貓頭鷹羽毛上的微觀結構  科學家有望設計出低噪音的機翼

結果與團隊的預期相反,即這種微觀結構的曲率實際上會產生微型渦流。相反,他們發現它們作為薄薄的導流板,共同作用,使流過翅膀的跨度變得平滑,讓貓頭鷹在空氣中靜靜地移動。

該團隊計劃在這一基本模型的基礎上,開發出技術版的機翼,並將利用它在風洞測試中進一步研究飛行的聲學效果。最終,我們的目標是將這些類型的微結構應用到先進的飛機機翼設計中,從而有可能減少它們產生的噪音。

該研究發表在《生物靈感與仿生學》雜志上。

來源:cnBeta