奇点科技邀稿〡上海交通大学-千叶大学国际合作研究中心张湘栋

由上海交通大学与日本国立千叶大学合作建设的“上海交通大学—千叶大学国际合作研究中心（SJTU-CUICRC）”（ShanghaiJiaoTongUniversityandChibaUniversityInternationalCooperativeResearchCenter，简称ICRC）,于年7月8日在上海交通大学闵行校区正式揭牌成立。在管理体制上隶属于上海交通大学、日本国立千叶大学两所大学学校层面的直接领导，在人力、物力资源等方面由两所大学共同投资建设。

ICRC主任一职由千叶大学工学研究科教授刘浩担任。该中心下设生物力学、仿生机器人研究、生物医学研究3个部门，共有教师共12人，其中日方教师有：刘浩、橋本研也、俞文伟、坪田健一、並木明夫、田中博人；中方教师有：顾力栩、韩韬、龚晓波、梁夫友、胡文蓉、石路。

猫头鹰是自然界中最安静的捕食者之一,它们在滑翔中产生的噪音非常小，以至于被捕食的猎物往往察觉不到它们在逼近。最近，一项新的科学研究揭示了猫头鹰得以无声滑行的原理，在该原理的启发下，无人机与风力发电机的噪音有望被进一步降低。

很早以前，人们就注意到了猫头鹰的翅膀有一些显著的特点：在翅膀的前缘长着一排微小的锯齿状结构，翅膀后缘有一些穗状物，翅膀表面覆盖着一层柔软的绒毛。曾经有科学家剪掉了猫头鹰翅膀前缘的锯齿，结果发现猫头鹰在飞行中产生了较大的噪音，和相同量级的普通鸟类差不多[1]。然而这样的结构具体如何发挥作用一直是一个未解之谜。

如今，来自日本千叶大学的刘浩教授和他带领的团队破解了这个谜题。他们对有锯齿和剪掉锯齿的猫头鹰羽毛进行了对比研究。经过风洞试验和计算机模拟，这种锯齿状结构被证明可以被动地影响翅膀上表面的流场结构，局部抑制湍流的产生[2]。

湍流是一种剧烈而紊乱的流动，区别于平静的层流。空气在层流状态下分层流动，方向明确互不干扰，而如果进入了湍流状态，分层流动被破坏，不同流层的空气相互混合，做着不规律而剧烈的高频运动，伴随着大量不同尺度的漩涡的产生，而这正是空气中高频噪声产生的主要原因。因此，能够抑制和延缓湍流的生成就意味着可以显著降低翅膀在空气中发出的噪音。

相关结果发表在了仿生界颇具影响力的学术期刊《BioinspirationandBiomimetics》上，论文同时还指出，如果将这种锯齿状的结构应用于风力发电机叶片、机翼或旋翼无人机叶片上，有望实现一种有效的流动控制和降噪设计方法。

本文图片选自文章Owl-inspiredleading-edgeserrationsplayacrucialroleinaerodynamicforceproductionandsoundsuppression，见参考文献[2]

[1]KroegerRA,GrushkaHDandHelveyTC..Lowspeedaerodynamicsforultra-quietflightFinalTechnicalReport(July–May)TennesseeUnivSpaceInstTullahoma(