04. 02. 2022 - Všetko

Nový dizajn sovích krídel znižuje hluk z lietadiel a veterných turbín

Hluk zo zadnej hrany turbín je dominantným zdrojom zvuku z leteckých a turbínových motorov, ako sú tie v lietadlách, dronoch a veterných turbínach. Potlačenie tohto znečistenia hlukom je hlavným environmentálnym cieľom výskumu. Výskumníci z univerzity Xi’an Jiaotong sa inšpirovali sovými krídlami, vytvorili nový dizajn profilu krídla turbín a výrazne tak znížili hluk.

Nočné sovy produkujú asi o 18 decibelov menej hluku ako iné vtáky pri podobných rýchlostiach letu vďaka ich jedinečnej stavbe krídel. Hluk od zadnej hrany sa generuje, keď prúd vzduchu prechádza pozdĺž zadnej časti profilu krídla. Prúdenie vytvára turbulentnú vrstvu vzduchu pozdĺž horného a spodného povrchu profilu krídla a keď táto vrstva vzduchu prúdi späť cez odtokovú hranu, tvorí sa zvuk.

Štúdie skúmali zúbkované zadné hrany krídel a zistili, že zúbkovanie účinne znižuje hluk krídel nočných sov.

Súčasný lopatkový dizajn turbín tvorí pri svojej prevádzke veľa hluku, výskum si dal za cieľ zmeniť to. Inšpirovali sa krídlami nočnej sovy. Tím vedcov použil softvér na výpočet a analýzu hluku. Vykonal sériu podrobných teoretických štúdií zjednodušených profilov krídel lietadiel a veterných turbín s charakteristikami pripomínajúcimi krídla sovy. Svoje poznatky aplikovali na potlačenie hluku, ktoré tieto rotujúce stroje produkujú.

Zlepšenie podmienok prúdenia okolo odtokovej hrany a optimalizácia tvaru hrany potlačili hluk. Zníženie hluku sa líšilo v rôznych prevádzkových podmienkach, takže vedci zdôraznili, že návrhy profilu krídla by sa mali ďalej testovať a vylepšovať.

Napríklad, veterné turbíny sú vystavené častým zmenám prúdenia vzduchu. Preto si vyžadujú flexibilnú technológiu technológiu znižovania hluku. Skúmanie techník znižovania hluku pod vplyvom rôznych tokov vzduchu časom prinesie univerzálny dizajn, ktorý zníži hluk v mestách.

Vedci pokračujú vo výskume. Od výsledkov si sľubujú veľké zníženie hluku z lietadiel či veterných turbín.

Zdroj: Lei Wang, Xiaomin Liu. Aeroacoustic investigation of asymmetric oblique trailing-edge serrations enlighted by owl wings. Physics of Fluids, 2022; 34 (1): 015113 DOI: 10.1063/5.0076272

0

Vaš košík je prázdny