通过使用等离子致动器进行间歇控制来降低噪音

丰桥工业大学机械工程系的一个研究小组开发了一种通过等离子体降低空气动力噪声的方法。诸如高速列车的车厢间隙周围的空腔之类的流动通常会散发空气动力噪声。施加等离子体致动器感应流以抑制该噪声。与在相同功耗下连续运行相比，通过定期关闭等离子致动器的电源，可以观察到声压级的更大降低。

丰桥工业大学机械工程系的一个研究小组已经开发出一种通过在空气中产生等离子体来降低空气动力噪声的方法。孔或凹形上的流动称为空腔流动，通常会散发空气动力学噪声。等离子体致动器是一种可以通过产生等离子体在空气中引起各种流动的装置。因此，应用等离子体致动器来抑制该噪声。该团队展示了最大35 dB的空气动力学噪音降低。此外，与在相同的功率消耗下等离子体致动器的连续操作相比，以适当的频率周期性地关闭等离子体致动器会导致更高的声级降低。他们的研究结果发表在流体物理学，2020年10月9日。

空气动力学的声音通常从腔体流中散发出来，例如高速列车的轿厢间隙周围的流和飞机的起落架配置。鉴于这种噪音对乘客来说不舒服，因此有必要降低这种噪音。近来，由顶部和底部电极以及在它们之间的介电层组成的流致装置，被称为等离子体致动器，已经被用于流动控制。

丰桥工业大学机械工程系的一个研究小组证明，等离子体致动器成功地减弱了可能引起强烈声音的涡流。因此，减少了来自空腔流的空气动力学噪声，并且最大声级降低对应于35 dB。此外，为了减少驱动等离子体致动器所需的功率，周期性地关闭等离子体致动器。这种驱动称为“间歇控制”。与在相同功率消耗下的连续控制相比，以适当频率进行的间歇控制导致更高的消音效果。在超级计算机中对流动和声音进行的模拟澄清了涡旋的减弱，从而导致强烈的声音在等离子执行器的控制下。此外，即使通过适当频率的间歇控制，腔音也连续降低。

来自腔体流的声辐射的机制类似于哨子的机制。如果在吹口哨时手指移到嘴上或从嘴里移开，则啸叫声会停止并开始。重要的是要考虑手指移动速度的影响。此外，重要的是确定是否可以通过足够快的移动来停止音调。通过利用等离子体致动器的快速时间响应，这项研究的结果解决了这个问题。结果表明，通过适当频率的控制，音调会持续降低，这取决于腔体的流量配置。

等离子体致动器仍然表现出的问题，由于在诱导的流动速度的限制和臭氧产生的等离子处理。但是，研究小组认为，这种降噪方法直接或间接地导致了舒适型运输车辆的设计。当增加运输车辆的速度时，空气动力噪声带来了问题。因此，开发用于减小空气动力噪声的机构可以导致具有较低噪声水平的更快的运输车辆。

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