仿生葉片的案例
STAR-CCM+乘用車冷卻風扇氣動噪音研究
結合BPF噪聲和寬頻噪聲的計算結果分析，可知A風扇在風扇直徑增加的情況下，總體噪聲值低于B風扇，說明Ａ風扇的仿生葉片形狀實現了氣動噪聲值的降低。
3. 仿生葉片風扇降噪機理
根據Atsushi Nashimoto等人對無葉圈汽車散熱器風扇的研究結果[6]，散熱器風扇首位的噪聲源分布在葉片前緣的吸力面，此處發生了流動的分離和再附著 ；第二位的噪聲源為葉片尾緣附近由于葉尖渦和尾渦脫落產生的噪聲，如圖13所示。因此，在本文的研究之中，將分別從葉片前緣氣流分離、葉片尾窩和葉尖渦三個方面考察A風扇的降噪機理。
3.1 葉片前緣氣流分離
圖14所示為兩款風扇葉片吸力面靜壓云圖，由圖可知，A風扇在葉片前緣上部靠近葉圈的區域壓力梯度更加平緩。并且在A風扇葉片前緣的第二個凹陷位置處，相對于B風扇葉片的相同位置，氣流分離得到了明顯的抑制。
為進一步對比兩款風扇葉片前緣氣流分離情況，截取了位于風扇葉片頂端的周向截面總壓云圖，如圖15所示。分析圖13可以發現，A風扇在葉片前緣吸力面位置的負壓區域明顯的低于B風扇。
結合以上分析可以說明，A風扇的仿生造型有效的減小了葉片前緣吸力面的氣流分離，這種改善作用在葉片頂端區域表現的尤為明顯。
3.2 葉片尾窩
圖16所示，為兩款風扇在不同風扇位置的徑向截面的渦量云圖。由圖可知，A風扇葉片尾渦區域明顯的比B風扇小，并且在風扇葉片下游靠近葉圈的位置表現的最為明顯?？梢猿醪酵茰y，A風扇在葉片仿生造型以及護風圈鋸齒形結構的共同作用之下，有效的抑制了葉片頂端漩渦的產生，并且有效的減小了葉片尾渦，這些改進對降低風扇氣動噪聲都是有利的。
展開 自然界那些神奇的現象——超疏水的魅力(轉載)
單向運輸：水稻
細心的學者發現水稻葉片存在液滴單向運輸的特性，主要是指液滴只會沿著葉片的長度方向移動，而不會在寬度方向移動。通過微觀SEM觀測，發現水稻葉片表面與和荷葉相似，都是微納復合凸起結構，只不過在寬度方向微結構不均勻分布，而在長度方向分布均勻，使得液滴在兩個方向運動阻力不同，從而實現液滴單向運輸特性，如圖 3所示。
圖 3 水稻葉片表面結構及飛秒激光仿生制備水稻葉片表面結構[4]
定向運輸：豬籠草
相比水稻葉片單向運輸的特性，豬籠草的特性更加讓人著迷，豬籠草內壁可以將液滴連續搬運至外壁，實現反重力搬運，該特性被稱為定向運輸。針對這一迷人的現象，北航陳華偉教授與江雷院士共同開展了相應理論和實驗研究，最終揭示了定向運輸的機理，為仿生制備奠定了堅實的基礎，該成果也于2016年被國際頂級綜合期刊《Nature》所報導[5]。
圖 4 豬籠草液滴定向運輸現象及機理[5]
參考文獻：
1. Barthlott, W.; Neinhuis, C., Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. Planta 1997, 202 (1), 1-8.
2. Gao, X. F.; Jiang, L., Water-repellent legs of water striders. Nature 2004, 432 (7013), 36-36.
3.
展開 FBD型礦用軸流式通風機葉輪氣動噪聲的數值分析
通過對比發現通風機一級葉輪的氣動噪聲主要由因葉片周期轉動引起的旋轉噪聲組成，在二級葉輪處由于紊流絮亂導致渦流噪聲明顯從而使得二級葉輪的氣動噪聲主要由旋轉噪聲和渦流噪聲組成。在葉輪旋轉 區域從 葉輪的葉根到葉尖的過程 中，氣動噪聲先增大后減小。對一級葉輪而言，葉片前緣噪聲略大于后緣，而二級葉輪葉片的后緣噪聲略大于前緣 。
在礦山掘進工作中，井下作業 自然條件復雜 ，空氣中摻雜著有毒有害氣體和礦塵。所 以礦井巷道通風十分重要。而通風機的噪聲是掘進工作 中的主要噪聲源之一 ,其中氣動噪聲 占總噪聲的 45％ 。就礦用局部通風機而言 ，其進口和機殼周 圍的噪聲高達 120dB 以上，工人聽力受損程度嚴重。而且掩蔽井下安全警報信號，從而造成事故。所以對礦用軸流式通風機內部氣動噪聲分析顯得尤為重要。
目前，國內外對通風機氣動噪聲的研究大多集中于機殼和葉片結構 。尤其是對通風機葉片結構的研究認為旋轉槳葉的噪聲一般由葉片自身旋轉引起的離散噪聲即單極子聲源，剛和葉片表面紊流壓力脈動引起的頻率連續分布的寬頻噪聲即偶極子聲源組成，由于渦流脫落也會導致四極子聲源的產生 。通過仿生學直接改變葉片翼型的研究得出了不同翼型下的不同氣動特性，對通風機噪聲在巷道內的傳播規律做了研究，然而對通風機 內部氣動噪聲的產生及傳播規律的研究并不充分。隨著計算機技術的發展 ，數值模擬法得 到廣泛進行數值 模擬法大大減少了試驗時間和成本。利用 CFD 數值計算的方法分別對離心通 風機的噪聲和內部流域 進行了計算，并與實際試驗結果對比得到了較小的誤 差證明了數值汁算的可行性 。
展開 