???? ???? 邀请函 | 材料声学技术与产业化发展国际论坛
报告摘要 Abstract
高速载具（如高速列车与航空器）在高速运行时面临显著的气动阻力与噪声挑战，其中皮肤摩擦阻力占总阻力的40%–50%，湍流诱发的气动噪声则严重影响乘坐舒适性和环境兼容性。受鲨鱼皮肤微尺度盾鳞结构启发，仿生微结构（典型为纵向微沟槽riblets）通过调控近壁湍流相干结构、抑制横向涡量输运并抬升低速条带，实现皮肤摩擦阻力的有效降低，同时显著抑制气动噪声的产生与辐射。
High-speed vehicles, such as high-speed trains and aircraft, face significant aerodynamic drag and noise challenges during operation. Skin friction drag accounts for 40%–50% of total resistance, while turbulence-induced aerodynamic noise severely impacts passenger comfort and environmental compatibility. Inspired by the micro-scale dermal denticles of shark skin, biomimetic microstructures—typically longitudinal riblets—effectively reduce skin friction drag and simultaneously suppress aerodynamic noise generation and radiation by modulating near-wall coherent structures, inhibiting spanwise vorticity transport, and lifting low-speed streaks.
大量实验与数值模拟研究表明，优化设计的仿生微沟槽表面在湍流条件下可实现5%–10%的摩擦阻力降低，在飞行器整机应用中整体阻力降低可达4%–8%。特定构型（如刃状或herringbone微沟槽）在翼型尾缘噪声控制实验中，可使远场噪声声压级降低10–20 dB，显著削弱湍流-尾缘交互噪声与宽频噪声贡献。该技术属于被动控制策略，无需额外能源输入，具有高可靠性与易集成性，在高速载具减阻降噪协同优化及能效提升领域展现出重要的工程价值与产业化潜力。
Extensive experimental and numerical studies show that optimized biomimetic riblet surfaces achieve 5%–10% frictional drag reduction under turbulent conditions, with overall drag reduction of 44%–8% in full-scale aircraft applications. Specific configurations (e.g., blade or herringbone riblets) have demonstrated far-field noise reductions of 10–20 dB in airfoil trailing-edge noise experiments, substantially attenuating turbulence–trailing-edge interaction noise and broadband contributions. As a passive control approach, this technology requires no additional energy input, offering high reliability and ease of integration, with considerable engineering value and industrialization potential for synergistic drag reduction and noise control in high-speed vehicles.
本报告将系统阐述仿生微结构的减阻与降噪物理机理、关键参数优化设计方法，以及在高速载具上的典型应用案例与性能评估，为材料声学技术在交通领域的产业化发展提供科学参考与技术启示。
This keynote will systematically elucidate the physical mechanisms of drag reduction and noise suppression by biomimetic microstructures, key parameter optimization strategies, and representative application cases with performance evaluations in high-speed vehicles, providing scientific insights and technical guidance for the industrialization of materials acoustics in transportation.
报告人介绍 Short Bio
解龙翔，男，苏州工学院电子信息工程学院讲师，南京大学博士后，北京大学访问学者，2022年江苏省科技副总。长期从事不确定性分析与可靠性优化、声学超构材料结构设计与性能优化、人工智能算法与逆向设计理论、气动减阻技术与微结构等方面的研究工作。目前，共发表学术论文10余篇；作为第一发明人申请国内发明专利9项（授权5项），授权美国专利1项；授权软件著作权1项；出版本科应用型教材《声学导论》1本；参与“低空飞行器垂直起降点噪声控制规范”苏州市地方标准的撰写与制订工作。
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