基于气动哨声的新型超声波驱蝠装置
流体动力学
2023-02-17 v1
摘要
本文通过实验和数值方法研究了基于气动哨声的新型超声波驱蝠装置。首先考察了基线驱蝠装置,即受 Beeken [1] 启发的单哨设计。它由两个共振腔/室组成。该哨声由可调高压气源“驱动”,并在一系列供气压力下考察其性能。在消声室内进行了 20 Hz - 50 kHz 频率范围的远场声学测量。噪声测量辅以二维和三维非定常雷诺平均 Navier-Stokes(uRANS)模拟,以研究超声波产生机制。采用 Ffowcs Williams-Hawkings 声学类比结合三维 uRANS 结果预测远场辐射。远场声学预测与消声室内的测量结果吻合良好。基线驱蝠装置辐射超声波的峰值频率(基频)约为 23 kHz。还观察到基频的谐波和次谐波。数值模拟表明,基线驱蝠装置的两个共振腔反相工作,且 Helmholtz 共振决定了所考虑供气压力范围内的哨声频率。设计、制造并测试了针对 20-50 kHz 频率范围宽频谱覆盖的六哨驱蝠装置。该装置中的每个哨声通过对基线哨声进行几何缩放获得。测量表明,当供气压力超过 5 psig 时,六哨超声波驱蝠装置在所设计频率范围内产生具有六个主导峰的超声波。所提出的超声波装置可作为有效的驱蝠装置用于多种用途,包括减少风力涡轮机处的蝙蝠死亡。
引用
@article{arxiv.2302.08037,
title = {Novel ultrasonic bat deterrents based on aerodynamic whistles},
author = {Zhangming Zeng and Anupam Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08037},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 22 figures