基于猫头鹰耦合仿生原理的四旋翼无人机噪声和气动性能优化

来源：机械与电子杂志2026年第02期北京时间：

作者：张宇辰;黄学功

单位： (南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094)

摘要：针对四旋翼无人机噪声控制与气动效能提升的双重需求,基于猫头鹰羽翼的形态特征,提取前缘锯齿结构、后缘梳状结构和下表面阵列结构,开展四旋翼无人机旋翼耦合仿生研究。应用Fluent软件进行参数化CFD仿真,研究旋翼在悬停工况下不同转速的噪声和升力,仿真结果表明,下表面阵列结构和后缘梳状结构均能改善旋翼的降噪性能和气动性能。将下表面阵列结构分别与后缘梳状和前缘锯齿结构耦合,其性能可进一步改善,且实验结果表明,下表面阵列结构与后缘梳状结构耦合性能最佳,相对于原型旋翼升力提升了约18.6 %,噪声最大降低4.5 dB。该研究结果可为四旋翼无人机旋翼结构设计提供理论参考。

关键词：小型无人机;噪声;仿生结构;猫头鹰;气动性能