受猫头鹰翅膀启发：研究人员使用3D打印开发超静音涡轮叶片

时间：2017-10-17 23:00 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

爱荷华州立大学的研究人员正在使用3D打印来开发灵感来自猫头鹰翅膀的推进器叶片。创新的设计可能导致飞机飞行更安静，同样风力发电机和其他机器也适合。

爱荷华州的Bharat Agrawal，Andrew Bodling和Anupam Sharma

有几个明显的原因，您可能不会经常看到猫头鹰。他们是晚上的生物，起初，这使得他们不太可能在白天出现，在夜晚的掩护下难以辨别。但他们也是非常沉默，虽然偶尔的鸣叫也会快速离开，猫头鹰尽管他们比一般鸟儿大，当他们飞行时几乎没有噪音。这意味着你可能甚至不会注意到它是否飞过你的头顶。这是令人印象深刻的安静，激发了爱荷华州的Anupam Sharma及其团队，仔细观察夜间鸟类，飞行中的猫头鹰几乎完全静默，“航空航天工程助理教授夏尔马和沃尔特威尔逊教授研究员说。 “猫头鹰不仅在滑翔飞行中静默，而且在飞行中同样无声音。”

据夏尔马说，猫头鹰如此安静地飞翔有三个主要原因：机翼前缘处有细小的梳状结构;在翼的后缘的羽毛上的柔韧和多孔的边缘;和一只羽毛的大衣在鸟的羽毛上。对于气象声学专家夏尔马来说，调查动物的力学通常不是工作的一部分。但是，随着令人印象深刻的猫头鹰，助理教授需要仔细看看。
夏尔马通过3D扫描各种猫头鹰翼样本，将其转化为可以通过仿真软件运行的数字3D模型。这使他能够弄清这三翼特征如何影响气流，湍流和压力，以产生几乎无声的动作。
这些模拟也是非常先进的。夏尔马正在伊利诺斯州莱蒙的阿贡国家实验室使用超级计算机测试，其中有超过16,000个处理器用于推动虚拟猫头鹰。使用这些模拟，助理教授发现了一些重要的事情，不仅仅是在鸟类解剖学方面，而且还可以告诉现实世界的机械工程。一方面，仿真表明，基于猫头鹰翼的翼型可以大大减少叶片表面后端的不稳定压力。猫头鹰般涡轮叶片设计可以将声音降低高达5分贝，而不影响空气动力学性能。

灵感来自猫头鹰的翅膀3D打印的涡轮叶片
但是，如何复制传统上由硬质合金制成的涡轮机叶片和翅膀和羽毛的柔软和最终的有机结合？夏尔马和同事们有几个想法。通过3D打印具有锯齿状前缘的翼型，旨在复制猫头鹰翼上的细梳状结构。但爱荷华州研究人员发现，与具有平坦前缘的翼型相比，噪音显着降低，同时降低了不稳定的压力刀片表面的后端。所以即使有很大的物质差异，复制猫头鹰翼的微妙形式也产生了可比的效果。研究人员还在刀片后缘附近尝试3D打印小而薄的小鳍和檐篷。
为了验证他们的实验，爱荷华州研究人员邀请了弗吉尼亚理工大学的研究人员使用自己的仿真软件来测试新设计。令人兴奋的是，弗吉尼亚技术团队证实，受猫头鹰灵感设计的涡轮叶片没有降低性能的但是降低了噪音。
中国3D打印网译自：3ders.org 转载需注明出处！

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