เรียนรู้เกี่ยวกับนกฮูก

นกฮูกหลายสายพันธุ์ได้พัฒนาขนนกแบบพิเศษเพื่อกำจัดเสียงแอโรไดนามิกจากปีกของมันอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้พวกมันสามารถล่าและจับเหยื่อได้อย่างเงียบเชียบ กลุ่มวิจัยที่ทำงานเพื่อไขปริศนาที่ว่านกฮูกบรรลุการล่องหนด้วยเสียงได้อย่างไร จะนำเสนอการค้นพบของพวกเขาในการประชุมแผนกพลศาสตร์ของไหลของสมาคมกายภาพแห่งอเมริกา (APS) ซึ่งจัดขึ้นในวันที่ 24-26 พฤศจิกายน ที่เมืองพิตส์เบิร์ก รัฐเพนซิลเวเนีย งานที่วันหนึ่งอาจช่วยนำ "เทคโนโลยีนกเค้าแมวไร้เสียง" มาสู่การออกแบบเครื่องบิน กังหันลม และเรือดำน้ำ "นกฮูกมีลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกันไม่น้อยกว่าสามประการที่คิดว่ามีส่วนทำให้ความสามารถในการบินเงียบของพวกมัน: ขนแข็งเป็นหวีตามขอบนำของปีก ขอบยืดหยุ่นที่ขอบท้ายปีก และขนอ่อนนุ่ม วัสดุที่กระจายอยู่ด้านบนของปีก" Justin Jaworski ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและกลศาสตร์ของ Lehigh University อธิบาย กลุ่มของเขากำลังสำรวจว่าการลอบเร้นของ นกฮูก ขึ้นอยู่กับแอตทริบิวต์เดียวหรือการทำงานร่วมกันของแอตทริบิวต์หลายตัว สำหรับปีกแบบทั่วไป เสียงจากขอบท้ายที่แข็งมักจะครอบงำลายเซ็นอะคูสติก แต่งานทางทฤษฎีก่อนหน้านี้ที่ดำเนินการโดย Jaworski และ Nigel Peake ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เปิดเผยว่าลักษณะที่เป็นรูพรุนของขอบท้ายของปีกนกเค้าแมวส่งผลให้ลดเสียงรบกวนตามหลักอากาศพลศาสตร์ได้อย่างมาก "เรายังคาดการณ์ด้วยว่าแหล่งที่มาของเสียงรบกวนที่เด่นชัดสามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยคุณสมบัติของขอบที่มีรูพรุนหรือยืดหยุ่นที่ได้รับการปรับแต่งอย่างเหมาะสม ซึ่งหมายความว่าสัญญาณรบกวนจากปีกนั้นสามารถกำหนดได้โดยกลไกเสียงรบกวนเล็กน้อย เช่น 'ความหยาบ' ของ พื้นผิวปีก" Jaworski กล่าว ความนุ่มลื่นบนปีกนกเค้าแมวสร้างพื้นผิวที่เรียบแต่หยาบ เหมือนกับพรมนุ่มๆ วัสดุด้านล่างนี้อาจได้รับการศึกษาน้อยที่สุดเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของเสียงนกเค้าแมว แต่ Jaworski เชื่อว่าอาจกำจัดเสียงที่แหล่งกำเนิดผ่านกลไกใหม่ที่แตกต่างจากวัสดุดูดซับเสียงทั่วไปมาก Jaworski กล่าวว่า "งานปัจจุบันของเราคาดการณ์เสียงที่เกิดจากอากาศผ่านวัสดุที่มีขนอ่อน ซึ่งได้รับการพิจารณาว่าเป็นชุดของเส้นใยที่มีความยืดหยุ่นแต่ละชนิด และระดับเสียงแอโรไดนามิกจะแปรผันตามองค์ประกอบของเส้นใยอย่างไร" Jaworski กล่าว ผลลัพธ์ของนักวิจัยกำลังให้รายละเอียดว่าพื้นผิวที่คลุมเครือแต่หยาบสามารถออกแบบเพื่อปรับแต่งลายเซ็นอะคูสติกได้อย่างไร การศึกษาภาพถ่ายขนนกฮูกจริงซึ่งดำเนินการโดยเอียน คลาร์กแห่งเวอร์จิเนียเทค ได้เปิดเผยรูปทรงเรขาคณิตที่ 'เหมือนป่า' ที่น่าประหลาดใจของวัสดุขนเป็ด ดังนั้นสิ่งนี้จะถูกรวมเข้ากับงานเชิงทฤษฎีและการทดลองในอนาคตของนักวิจัยเพื่อทำซ้ำอย่างซื่อสัตย์ยิ่งขึ้น โครงสร้างด้านล่าง การทดลองเบื้องต้นที่มหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทคแสดงให้เห็นว่าการคลุมตาข่ายแบบธรรมดาซึ่งจำลองชั้นบนสุดของโครงสร้าง 'ป่า' นั้นมีประสิทธิภาพในการขจัดเสียงบางส่วนที่เกิดจากพื้นผิวที่ขรุขระ "หากสามารถสร้างกลไกการลดเสียงรบกวนของนกเค้าแมวลงได้ อาจมีความหมายกว้างไกลถึงการออกแบบแผ่นซับเสียงแบบใหม่ การใช้ความหยาบที่ยืดหยุ่นได้เพื่อส่งผลต่อเสียงและการสั่นสะเทือนที่ขอบท้ายเครื่องบินและกังหันลม และการลดเสียงรบกวนใต้น้ำจากเรือเดินสมุทร" นายาวอร์สกี้กล่าว