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Noise Reduction of UAV Using Biomimetic Propellers with Varied Morphologies leading-edge serration

Journal of Bionic Engineering 2020年第4期17卷 767-779页

作者： Yuliang Wei Feng Xu Shiyuan Bian Deyi Kong State Key Laboratory of Transducer Technology Key Laboratory of Biomimetic Sensing and Advanced Robot Technology of Anhui ProvinceInstitute of Intelligent MachinesChinese Academy of SciencesHefei 230031China Science Island Branch of Graduate School University of Science and Technology of ChinaHefei 230009China

The leading-Edge(le)serrations on owls'wings are known to be responsible for silent ***,this design has rarely been applied to reduce the noise of rotational rotor propellers and the morphologies of the existing serration designs are ***,we present a comparative study ofle serrations with different morphologies in terms of the effectiveness in suppressing noise and promoting thrust *** performances of biomimetic propellers are investigated by Computational Fluid Dynamics(CFD)simulations and rotation *** simulation results reveal that le serrations could reduce velocity fluctuations and change the lamina-turbulent transition and turbulence distribution on the suction surface of propeller,but the morphology of the serrations influences its *** testing results indicate that the sawtooth propeller has the best performance on noise reduction(on average 2.43 dB and in maximum 4.18 dB)and simultaneously enhancing the thrust forces(3.53%).The largest practical noise reductions(4.73 dB and 3.79 rdB)using the sawtooth propeller are observed when the quad-rotor Unmanned-Aerial Vehicle(UAV)is hovering at heights of 5 m and 8 m,*** results indicate the robustness and usefulness of owl-inspired biomimetic serration devices for aero-acoustic control and aerodynamic performance promotion on propeller *** finding is expected to con^bute to suppressing the sound of propeller and the rotor-based aircraft.

关键词： unmanned-aerial vehicle biomimetic noise reduction le serration rotor propeller

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