随着科技进步以及人民生活水平的提高,消费者更加重视交通工具的乘坐舒适性。评价乘坐舒适性的一个重要指标就是气动噪声。杆件在交通工具上是一个常见的部件,比如飞机起落架、汽车行李架和高铁受电弓,在交通工具高速行驶过程中,这些杆件会产生很强的气动噪声,对驾乘人员产生极大地干扰,影响乘坐舒适性及行车安全性。传统的降噪方法已经遇到了瓶颈,很难再继续大幅降低杆件的气动噪声。因此,本文基于仿生学的思想研究翼型及椭圆形截面杆件气动噪声的生成机理以及对杆件气动噪声进行仿生优化研究具有非常重要的意义。本文使用STAR-CCM+软件进行仿真,采用大涡模拟求解近场非定常流动,采用FW-H方程对远场噪声进行预测。主要内容如下:（1）基于标准NACA0012翼型,研究了薄翼型截面杆件气动噪声并提出了仿生降噪方案。首先采用大涡模拟和声学比拟混合计算方法对翼型近场流动及远场噪声进行数值仿真预测,并对其进行声学风洞实验,将翼型的数值仿真结果与声学风洞实验结果进行对比,验证了数值仿真结果的准确性。然后抽象出静音鸮尾缘锯齿结构,设计出四种仿生锯齿结构,将其添加到标准翼型尾缘,探究不同尺寸的锯齿结构降噪效果。经计算发现,在0°攻角和10°攻角工况下,翼型尾缘锯齿结构都有一定的降噪效果,其中0°攻角时,远场声压级最大降低3.5dB;10°攻角时,远场声压级最大降低1.6dB。最后总结了尾缘锯齿齿宽齿高对降噪效果的影响,发现齿宽不变的情况下,齿高越大则降噪效果越好;齿高不变的情况下,齿宽越大降噪效果也越好,即随着锯齿尺寸的增大,降噪效果越显著。（2）基于厚度较大的椭圆截面杆件,研究了椭圆截面杆件气动噪声并提出了仿生降噪方案。首先对椭圆系列截面杆件进行风洞PIV（Particle Image Velocimetry）实验,并采用大涡模拟方法对其进行仿真,将仿真结果和风洞实验结果进行对比,验证了仿真结果的准确性。然后通过提取贝壳、鲨鱼等生物表面特征,抽象出凹槽、凹坑以及V槽仿生结构,将其添加到椭圆截面杆件表面上,采用声学比拟混合计算方法探究仿生坑槽结构降噪效果。结果表明凹槽、凹坑以及V槽结构对于控制椭圆杆件的远场气动噪声均有一定的效果,在50m/s来流条件下最大降低12.1dB。其中,添加V槽结构的椭圆杆件,在各个远场监测点都能有效降噪,最大降低5.4dB。最后总结了不同仿生杆件气动噪声产生差异的原因,并从流场流动结构发展角度分析了仿生结构能够降低椭圆杆件气动噪声的原因。（3）基于非对称截面杆件,研究了非对称截面杆件气动噪声并提出了仿生降噪方案。首先对非对称截面杆件进行风洞PIV实验及数值仿真,验证了仿真结果的准确性。然后通过提取座头鲸表面特征,抽象出凸点仿生结构,将其添加到非对称截面杆件表面上,探究降噪效果。结果表明仿生非对称结构能够有效降低远场噪声,最大降幅可达15.1dB。在非对称杆件表面添加凸点结构,相比不加凸点的非对称杆件能额外降低3.4dB。最后总结了不同非对称杆件气动噪声产生差异的原因,并从速度云图、压力云图、涡量图等流场角度分析了其能够有效控制椭圆杆件气动噪声的原因。综上所述,本文结合杆件风洞实验与数值仿真,分析了不同翼型及椭圆形截面杆件气动噪声产生差异的原因,总结了仿生降噪的规律与结果,为今后杆件降噪提供了新的思路。