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El borde dentado de las alas de los búhos, que ayudan a las aves a descender sigilosamente sobre presas desprevenidas, puede ayudar a informar mejores diseños que reduzcan el ruido de los motores aeronáuticos y de turbina, según un nuevo estudio.
El ruido generado por los motores de los aviones y las turbinas eólicas se produce principalmente cuando el flujo de aire pasa a lo largo del borde de salida de sus diseños de aspas curvas, según publica el estudio en la revista. Física de Fluidos señalado.
Si bien investigaciones anteriores han predicho que las estrías en el borde posterior pueden suprimir el sonido de las superficies aerodinámicas, queda por ver exactamente cómo podrían reducir el ruido y si estos cambios de diseño producen efectos universales.
En el nuevo estudio, investigadores de la Universidad Xi’an Jiaotong en China utilizaron software de cálculo y análisis de ruido para estudiar superficies aerodinámicas con características que recuerdan a las alas de un búho.
“Los búhos nocturnos producen alrededor de 18 decibelios menos de ruido que otras aves a velocidades de vuelo similares debido a la configuración única de sus alas”, dijo el autor del estudio, Xiaomin Liu, en un comunicado.
“Además, cuando el búho atrapa una presa, la forma de las alas también cambia constantemente, por lo que el estudio de la configuración del borde del ala durante el vuelo del búho es de gran importancia”, agregó el Dr. Liu.
Los investigadores explicaron que el ruido se produce en un perfil aerodinámico principalmente cuando el flujo de aire pasa por su parte posterior, formando una capa turbulenta de aire a lo largo de las superficies superior e inferior. Cuando esta capa de aire fluye de regreso a través del borde de salida, dicen que se dispersa e irradia ruido.
Si bien los diseños de palas en la turbomaquinaria giratoria han madurado a lo largo de los años, los científicos dijeron que la tecnología de reducción de ruido “todavía se encuentra en un cuello de botella”.
“Las capacidades de reducción de ruido de las estructuras de diente de sierra convencionales son limitadas, y es necesario proponer y desarrollar algunas nuevas estructuras de borde de salida no suaves para aprovechar aún más el potencial de la reducción de ruido biónico”, dijo el Dr. Liu.
Su estudio con un diseño de superficie aerodinámica dentada inspirado en un búho sugiere que la optimización de la forma del borde suprimió el ruido y, en particular, las dentadas asimétricas redujeron el ruido más que sus contrapartes simétricas.
El estudio de modelado indicó que la reducción del ruido varía según las diferentes condiciones, lo que sugiere que los diseños deben evaluarse más a fondo en función de la aplicación específica del perfil aerodinámico, como en turbinas eólicas o motores de aeronaves.
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