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猫头鹰启发科学家研发出消音涂层 风力发电机可以安静地工作了

导读: 一直被奉为自然界“沉默杀手”的猫头鹰,不同于其他鸟类羽翼划开空气时有轻微的响声,它在飞行过程中几乎没有声音,能够悄无声息地接近猎物。

猫头鹰启发科学家研发出消音涂层 风力发电机可以安静地工作了

  一直被奉为自然界“沉默杀手”的猫头鹰,不同于其他鸟类羽翼划开空气时有轻微的响声,它在飞行过程中几乎没有声音,能够悄无声息地接近猎物。猫头鹰无声飞行的原理为研究减弱风力涡轮叶片噪音(不影响空气动力的情况下)的项目提供了灵感。

猫头鹰启发科学家研发出消音涂层 风力发电机可以安静地工作了

风力发电机运转时发出的噪音,通常是建造风力发电厂的主要障碍

  近来,英国剑桥大学与美国的弗吉尼亚理工学院、利哈伊大学和佛罗里达大西洋大学的科学家们合作研发出了一种受猫头鹰启发全新的风力涡轮叶片涂层,能在不影响叶片性能和空气动力的前提下降低运行噪音。

  “很多猫头鹰,主要是大猫头鹰,像仓鸮或大灰猫头鹰,能够从高处俯冲下来而不被猎物察觉,隐匿地捕食。”该项目的领导者之一、剑桥大学应用数学以及理论物理系的Nigel Peake教授说,“猫头鹰的翅膀结构能平滑地穿过空气,使声音被散射,达到降低噪声的效果。”

猫头鹰启发科学家研发出消音涂层 风力发电机可以安静地工作了

猫头鹰翅膀的结构能够散射声波,达到无声飞行

  但是这些发现又与降低风力涡轮机噪声有什么关系呢?大约在两年前,科学家们开始利用高分辨率显微图像仔细研究猫头鹰的羽毛,他们的发现促成了一个模仿猫头鹰羽毛结构的标准原型涂层的诞生。

  猫头鹰的无声飞行得益于复杂微妙的羽毛结构。猫头鹰在长期进化过程中,形成了特殊的翅膀羽毛结构。大多数鸟类用来飞行的翅膀边缘都相当齐整,类似飞机的机翼,而猫头鹰翅膀边缘及后缘拥有“灵活的边缘”,呈锯齿形。科学家采用计算机模拟分析发现,这种结构对减少空气湍流所形成的噪音起到了一定的作用。飞行时,均匀分布的羽毛加上宽的翅膀能分散声波,阻止它们累积在一起产生噪音。与此同时,厚厚的绒毛减少了翅膀表面的气压,从而提供了消音效果。正是这一点降低了气动噪声,使得猫头鹰可以悄无声息地接近猎物。

猫头鹰启发科学家研发出消音涂层 风力发电机可以安静地工作了

高分辨率显微图像下的猫头鹰翅膀的羽毛

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