p Muitas espécies de coruja são capazes de caçar sem serem ouvidas por suas presas, suprimindo o ruído de suas asas em frequências sonoras acima de 1,6 kilohertz (kHz) - incluindo a faixa em que a audição humana é mais sensível. p A porosidade da asa da coruja (a qualidade que permite que o ar passe resistivamente pelas asas) ajuda a suprimir o ruído. Numerosos estudos aeroacústicos examinaram o efeito da porosidade da asa, inspirado nas características da plumagem silenciosa das corujas. Contudo, muito menos se sabe sobre como a porosidade das asas afeta a aerodinâmica dessas asas, que provavelmente compete com os benefícios acústicos da porosidade.

p Agora, pesquisadores da Lehigh University formularam e resolveram exatamente as cargas aerodinâmicas em um aerofólio, ou estrutura em forma de asa 2-D. Sua fórmula matemática usa distribuições de porosidade realistas arbitrárias, que pode ser usado em conjunto com uma teoria aeroacústica, para determinar a compensação aerodinâmica / aeroacústica de projetos de asas porosas. O trabalho foi descrito em um artigo a ser publicado em Proceedings of the Royal Society A:Mathematical, Ciências Físicas e de Engenharia chamado de "A aerodinâmica constante de aerofólios com gradientes de porosidade."

p O trabalho poderia, em última análise, ser usado para melhorar o projeto aerodinâmico feito pelo homem de turbinas eólicas e aeronaves especializadas ou drones autônomos.

p "O trabalho experimental exploratório de outros pesquisadores mediu o ruído e a aerodinâmica de aerofólios construídos a partir de vários materiais porosos em uma faixa de velocidades de fluxo, "disse Justin W. Jaworski, professor assistente de engenharia mecânica e mecânica e co-autor do artigo. "Nosso trabalho generaliza a teoria existente para produzir resultados para distribuições arbitrárias de porosidade ao longo do aerofólio e produz um parâmetro de porosidade que colapsa todos os dados experimentais em uma única curva."

p Ele acrescenta:"Nosso resultado geral - um único, expressão explícita que resolve o problema matemático central sem aproximação - tem o potencial de ser integrado ao design aerodinâmico / aeroacústico das asas e pás de pequenos veículos aéreos, turbinas eólicas, ou drones buscando minimizar sua pegada de ruído por meios passivos. "

p De acordo com Jaworski, a análise matemática da equipe foi construída sobre a teoria aerodinâmica clássica. Interessantemente, a informação chave para obter um resultado exato com distribuições gerais de porosidade veio de um antigo texto russo.

p "Talvez o mais surpreendente tenha sido a descoberta de que o problema matemático poderia ser formulado de forma muito geral e resolvido de forma fechada, sem recorrer a aproximações desnecessárias, "disse Rozhin Hajian, co-autor do artigo e estudante de doutorado em engenharia mecânica em Lehigh.

p Usando sua fórmula, os resultados para a distribuição de pressão em uma asa a partir de qualquer descrição dada da porosidade e curvatura de uma seção de asa podem ser determinados explicitamente a partir de uma única equação - uma ferramenta que pode ser de grande interesse para projetistas que buscam minimizar o ruído enquanto maximizam as propriedades aerodinâmicas.

p "O fato de nosso resultado ser explícito e de forma fechada para distribuições de porosidade arbitrárias torna mais fácil implementar em análises de aerodinâmica vs aeroacústica para antecipar se um determinado projeto de porosidade será ou não eficaz para uma determinada aplicação, "disse Jaworski.