高速运行的地面交通工具及飞行器上面都有许多由杆件构成的部件，由此产生的气动噪声异常突出，降低杆件的气动噪声成为近年来国内外研究者关注的热点。本文探索了鸮翼前缘锯齿结构的降噪性能，并结合团队前期开展的鸮类仿生降噪的部分成果，对圆柱杆件表面进行了仿生改形设计。通过风洞试验和数值模拟相结合的方法，研究了圆柱杆件表面仿生结构的降噪性能，揭示了仿生降噪机理，并探索了仿生结构杆件在高速列车受电弓上的降噪影响。试验对比研究了鸮翼前缘锯齿结构对长耳鸮扑翼飞行噪声的影响。测试结果表明，去除翼前缘锯齿结构后，在1/3倍频程中心频率200Hz及其以下的低频段，长耳鸮扑翼飞行噪声有明显增高，在200Hz以上频段没有明显的变化。这说明，长耳鸮翼前缘锯齿结构能有效降低长耳鸮的低频扑翼飞行噪声。根据长耳鸮翼前缘锯齿结构和前期研究成果，在圆柱表面设计出了锯齿形、V型凹环形和波纹形3种结构，建立了3种仿生杆件模型。应用大涡模拟和FW-H声学方程对仿生杆件的气动性能和气动噪声进行了数值模拟分析，探讨了仿生杆件的降噪机理。数值模拟结果表明，均匀来流速度U=14m/s，雷诺数Re=5.6×10~4时，锯齿形结构能有效降低杆件绕流涡旋脱落的频率和升力的脉动幅值，因此，锯齿形结构能有效降低由脉动压力引起的偶极子气动噪声。与光滑圆柱杆件相比，锯齿形杆件在噪声监测点处的总声压级降低了8.2dB。锯齿形杆件的降噪机理主要是，锯齿形结构可有效控制杆件分离剪切层向湍流转变，延缓尾流中的分离剪切层卷绕生成涡旋，抑制杆件的涡旋脱落，降低尾流中涡旋的波动幅度。均匀来流速度U=42m/s，雷诺数Re=1.62×10~5时，与光滑圆柱杆件相比，V型凹环形和波纹形两种杆件在噪声监测点处的总声压级分别降低了4.1和6.7dB。根据声压与气动力之间关系的对比分析得知，V型凹环形和波纹形两种杆件的涡旋脱落的频率和升力的脉动幅值均得到有效的降低。通过尾流涡量云图对比得出，改进后杆件的分离剪切层向湍流转变的过程得到了有效地控制，尾流中的分离剪切层变得更加稳定，分离剪切层卷绕生成涡旋的过程得到了延缓，尾流中涡旋的波动幅度有明显的降低。加工制备了光滑圆柱杆件以及仿生锯齿形、V型凹环形和波纹形杆件模型，在中国航天空气动力技术研究院FD-09风洞中，应用脉动压力测量系统测试了14、28、42和56m/s4种风速下，垂直于来流方向的杆件模型表面的脉动压力。测试结果表明，风速14m/s时，与光滑圆柱杆件相比，锯齿形杆件表面的脉动压力整体上有明显的降低，其中，锯齿形杆件背风面的7号测点的总的脉动压力降低了9.4dB。风速42m/s时，与光滑圆柱杆件相比，V型凹环形杆件和波纹形杆件表面测点处的总的脉动压力整体上得到了减弱。加工制备了某高速列车受电弓模型，开展了高速列车受电弓仿生降噪的应用研究。在中国航天空气动力技术研究院FD-09风洞中，通过传声器阵列噪声识别系统，研究了风速U=56m/s（200km/h）时，该受电弓模型的气动噪声源分布。结果表明，受电弓模型的弓头部位为最主要气动噪声源。根据风洞试验结果，对受电弓模型的弓头部位进行了改进，在弓头部件上设计出均布的通孔，在弓头架横杆上设计出锯齿形结构。采用计算流体力学和声学边界元相结合的方法，对比研究了来流速度U=83.3m/s（300km/h）时，原受电弓模型和改进后受电弓模型的外流场、受电弓模型表面偶极子气动噪声源分布、声场声压分布和噪声监测点处的声压级。数值模拟结果表明，该受电弓模型主要气动噪声源位置为弓头部位、铰链附近以及底架部分。受电弓模型表面的气动噪声和对声场的辐射噪声主要是1000Hz以下的中低频噪声。与原受电弓模型相比，改进后受电弓模型弓头部位对气流的扰动要明显减小，在5个噪声监测点处的总声压级分别降低了0.1、3.0、3.3、3.8和1.9dB。