按照鸮类翅膀翼型对轴流风机叶片进行仿生鸮翼和仿生耦合设计,将叶片边缘修改为锯齿形结构,仿生耦合风机在额定功耗下性能有所提升,各频率的噪声幅值都得到了一定程度的降低,气流经过叶片表面时更加稳定,对叶片的冲击减小,气流涡旋强度下降,叶尾处的噪声得到进一步控制。尾缘锯齿状设计也有效改善了气流与叶片分离时的状态,最终使风机的整体噪声水平得到了进一步控制。

为降低传统叶型轴流风机的气动噪声,受鸮类翅膀翼型和非光滑边缘结构的启发,以原型轴流风机的中弧线分布为基准,提取具有静音飞行特性的长耳鸮40%翼展截面处的厚度分布,结合长耳鸮翅膀边缘的非光滑结构特征,在仿鸮翼叶片尾缘耦合了正弦型锯齿结构对轴流风机叶片进行仿生重构,并将其应用于降低轴流风机噪声叶片改型设计中。基于轴流风机内部流场的数值计算结果,采用大涡模拟(LES)结合Ffowcs Williams和Hawkings发展的FW-H声类比方法对轴流风机的声场特性进行了数值模拟。研究结果表明:与原型风机相比,仿生耦合叶片风机的整体降噪幅度为2dB,风量提升4.69%。风机内部流场及声场显示:仿生耦合叶片使气流从吸力面向压力面的过渡更为平缓,不仅改善了气流对叶片前缘局部的冲击性,且能减弱叶顶间隙处的泄漏涡强度。此外,仿生耦合叶片产生的紊流边界...