关于猫头鹰的资料猫头鹰的特点和本领 _生活百科

【关于猫头鹰的资料猫头鹰的特点和本领】风力发电机组的噪声问题突出。
以“二氧化碳排放30峰值，碳中和60”为目标，风能作为可再生能源的重要组成部分，近年来蓬勃发展，导致风电场的选址离居民区更近。但是风力发电机旋转时会发出独特的嗖嗖声，这种周期性变化的噪音会让人非常不安。尤其是低频噪声，由于大气不能很好地吸收衰减噪声，尤其是在夜间，声音向下折射使人在远处就能听到风力发电机噪声。据悉，风力发电机噪音对心理有严重的负面影响，会降低睡眠质量，导致近年来风电扰民的报道屡见不鲜。

文章插图
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风力涡轮机(图片来自网络)
兆瓦级风力发电机的声源位置显示，其主要噪声源是风力发电机叶片旋转产生的，主要集中在叶尖附近(颜色越深，噪声越大) 。叶片旋转产生的气动噪声主要是来流湍流噪声和叶片自身噪声，这两种噪声都是来流湍流与风力机叶片表面相互作用产生的。以一台兆瓦级风力发电机为例，其叶片旋转产生的噪音可达105分贝左右，相当于一台割草机产生的噪音。当到达下游300m距离时，可达到国家生活标准(白天55分贝，晚上45分贝) 。
风力涡轮机的噪声源位置(来源:参考。1)
风力发电机的噪音水平(图片来自网络)
基于仿生学的降噪研究
仿生学研究生物系统的结构、功能和工作原理，试图利用这些在自然界中发现的概念来创造新的工程技术，并发明一些设备来帮助解决一些实际的工程问题。很多仿生学案例早已在我们的生活中得到应用:人们通过蝙蝠的声波定位原理发明了雷达，以鳍为灵感的船桨，通过鲨鱼皮表面减阻的泳衣等等。
针对风力发电机实际运行中存在的噪声问题，近年来出现了一些基于仿生学的降噪方法。众所周知，很多种类的猫头鹰具有独特的无声飞行能力，这归功于它们独特的羽毛适应性。受猫头鹰的启发，研究人员试图从不同角度探索风力发电机、飞机等结构的降噪特性，然后利用获得的知识开发创新的降噪方案，从而降低风力发电机、飞机等结构的气动噪声。
猫头鹰无声飞行的秘密
猫头鹰羽毛的特征。2)
要探索猫头鹰无声飞行的秘密，首先要从猫头鹰翅膀的结构说起。早在1934年，英国科学家格雷厄姆就发现了猫头鹰无声飞行的三个主要特征，即梳状前缘、锯齿状尾缘和表面柔软的皮毛。正是这些特殊的结构导致猫头鹰实现了无声飞行。放大猫头鹰羽毛，发现羽毛边缘有细密的齿状结构，牙齿的长短和粗细也在沿翼展位置变化。
经过多年的研究发现，前缘和后缘这些特殊的齿形结构会引起辐射声波之间的干扰抵消，从而引起降噪。此外，前后缘的这些齿状结构还会诱发额外的涡结构，从而改变流经机翼的原有涡结构，也降低了噪声源的强度。
锯齿后缘改变原始后缘流场(来源:Ref 。3)
仿生降噪技术的应用
受猫头鹰安静飞行的启发，研究人员在流体组件上安装了齿状前缘和后缘，以降低其气动噪音。齿形前缘可以降低湍流来流和前缘引起的前缘噪声，齿形后缘可以降低边界层和后缘相互作用引起的后缘噪声。近年来，锯齿后缘逐渐应用于风力发电机叶片。通过测量发现，在叶片后缘安装锯齿可以达到3.2 dB的降噪效果。
此外，这种仿生降噪技术也逐渐应用到飞机、无人机、风力发电等旋转机械上。随着仿生降噪技术的成熟，相信会在家用电器(如空调制器、排气扇等)中推广应用。).
仿生降噪技术的应用(图片来源:参考文献4和5)

关于猫头鹰的资料 猫头鹰的特点和本领

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