受貓頭鷹翅膀啟發：研究人員使用3D打印開發超靜音渦輪葉片
時間：2017-10-17 23:00 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
愛荷華州立大學的研究人員正在使用3D打印來開發靈感來自貓頭鷹翅膀的推進器葉片。創新的設計可能導致飛機飛行更安靜，同樣風力發電機和其他機器也適合。
愛荷華州的Bharat Agrawal，Andrew Bodling和Anupam Sharma
夏爾馬通過3D掃描各種貓頭鷹翼樣本，將其轉化為可以通過仿真軟件運行的數字3D模型。這使他能夠弄清這三翼特征如何影響氣流，湍流和壓力，以產生幾乎無聲的動作。
這些模擬也是非常先進的。夏爾馬正在伊利諾斯州萊蒙的阿貢國家實驗室使用超級計算機測試，其中有超過16,000個處理器用于推動虛擬貓頭鷹。使用這些模擬，助理教授發現了一些重要的事情，不僅僅是在鳥類解剖學方面，而且還可以告訴現實世界的機械工程。一方面，仿真表明，基于貓頭鷹翼的翼型可以大大減少葉片表面后端的不穩定壓力。貓頭鷹般渦輪葉片設計可以將聲音降低高達5分貝，而不影響空氣動力學性能。
靈感來自貓頭鷹的翅膀3D打印的渦輪葉片
但是，如何復制傳統上由硬質合金制成的渦輪機葉片和翅膀和羽毛的柔軟和最終的有機結合？夏爾馬和同事們有幾個想法。通過3D打印具有鋸齒狀前緣的翼型，旨在復制貓頭鷹翼上的細梳狀結構。但愛荷華州研究人員發現，與具有平坦前緣的翼型相比，噪音顯著降低，同時降低了不穩定的壓力刀片表面的后端。所以即使有很大的物質差異，復制貓頭鷹翼的微妙形式也產生了可比的效果。研究人員還在刀片后緣附近嘗試3D打印小而薄的小鰭和檐篷。
為了驗證他們的實驗，愛荷華州研究人員邀請了弗吉尼亞理工大學的研究人員使用自己的仿真軟件來測試新設計。令人興奮的是，弗吉尼亞技術團隊證實，受貓頭鷹靈感設計的渦輪葉片沒有降低性能的但是降低了噪音。
中國3D打印網譯自：3ders.org 轉載需注明出處！
愛荷華州的Bharat Agrawal，Andrew Bodling和Anupam Sharma
有幾個明顯的原因，您可能不會經常看到貓頭鷹。他們是晚上的生物，起初，這使得他們不太可能在白天出現，在夜晚的掩護下難以辨別。但他們也是非常沉默，雖然偶爾的鳴叫也會快速離開，貓頭鷹 盡管他們比一般鳥兒大，當他們飛行時幾乎沒有噪音。這意味著你可能甚至不會注意到它是否飛過你的頭頂。這是令人印象深刻的安靜，激發了愛荷華州的Anupam Sharma及其團隊，仔細觀察夜間鳥類，飛行中的貓頭鷹幾乎完全靜默，“航空航天工程助理教授夏爾馬和沃爾特威爾遜教授研究員說。 “貓頭鷹不僅在滑翔飛行中靜默，而且在飛行中同樣無聲音。”
據夏爾馬說，貓頭鷹如此安靜地飛翔有三個主要原因：機翼前緣處有細小的梳狀結構;在翼的后緣的羽毛上的柔韌和多孔的邊緣;和一只羽毛的大衣在鳥的羽毛上。對于氣象聲學專家夏爾馬來說，調查動物的力學通常不是工作的一部分。但是，隨著令人印象深刻的貓頭鷹，助理教授需要仔細看看。夏爾馬通過3D掃描各種貓頭鷹翼樣本，將其轉化為可以通過仿真軟件運行的數字3D模型。這使他能夠弄清這三翼特征如何影響氣流，湍流和壓力，以產生幾乎無聲的動作。
這些模擬也是非常先進的。夏爾馬正在伊利諾斯州萊蒙的阿貢國家實驗室使用超級計算機測試，其中有超過16,000個處理器用于推動虛擬貓頭鷹。使用這些模擬，助理教授發現了一些重要的事情，不僅僅是在鳥類解剖學方面，而且還可以告訴現實世界的機械工程。一方面，仿真表明，基于貓頭鷹翼的翼型可以大大減少葉片表面后端的不穩定壓力。貓頭鷹般渦輪葉片設計可以將聲音降低高達5分貝，而不影響空氣動力學性能。
靈感來自貓頭鷹的翅膀3D打印的渦輪葉片
但是，如何復制傳統上由硬質合金制成的渦輪機葉片和翅膀和羽毛的柔軟和最終的有機結合？夏爾馬和同事們有幾個想法。通過3D打印具有鋸齒狀前緣的翼型，旨在復制貓頭鷹翼上的細梳狀結構。但愛荷華州研究人員發現，與具有平坦前緣的翼型相比，噪音顯著降低，同時降低了不穩定的壓力刀片表面的后端。所以即使有很大的物質差異，復制貓頭鷹翼的微妙形式也產生了可比的效果。研究人員還在刀片后緣附近嘗試3D打印小而薄的小鰭和檐篷。
為了驗證他們的實驗，愛荷華州研究人員邀請了弗吉尼亞理工大學的研究人員使用自己的仿真軟件來測試新設計。令人興奮的是，弗吉尼亞技術團隊證實，受貓頭鷹靈感設計的渦輪葉片沒有降低性能的但是降低了噪音。
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