本文關鍵詞：軸流風扇動靜葉片搭配對氣動噪聲影響的研究

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【摘要】：小型軸流風扇因其通風量大、體積小、安裝方便以及成本低等特點,在當今電子設備日趨小型化與集成化的情況下,被廣泛應用于電子產品的散熱問題中。與此同時,風扇氣動噪聲的不斷增大成為了一個尖銳問題。動靜葉片干涉噪聲是軸流散熱風扇氣動噪聲的重要組成部分,研究動靜葉數(shù)量、安裝角、軸向間距等搭配對氣動噪聲的影響有著重要意義。本文以軸流散熱風扇作為研究對象,利用數(shù)值仿真方法,結合實驗驗證,研究軸流散熱風扇動靜葉柵軸向間距、葉片數(shù)量以及葉片安裝角對氣動噪聲的影響,得到以上三類動靜搭配對氣動噪聲的影響規(guī)律。具體研究內容如下:(1)旋轉葉輪氣動噪聲數(shù)值仿真方法的研究。通過對簡單二維旋轉葉輪模型的數(shù)值仿真計算,分析對旋轉葉輪流場與聲場仿真精度有重要影響的要素,如大渦模擬與分離渦模擬、動網(wǎng)格模型與動參考系模型、計算域大小以及邊界層網(wǎng)格等,并為風扇流場與聲場數(shù)值模擬選取適當?shù)耐牧髂Ｐ团c網(wǎng)格類型等。(2)動靜葉柵軸向間距對風扇氣動噪聲的影響。對原始軸流風扇及其增大葉柵軸向間距后的改進型風扇模型進行流場與聲場的數(shù)值模擬,分析軸向間距的增大對風扇流場的影響,結合流場參量云圖與聲壓級頻譜圖,對最終聲壓級值的得出做出合理解釋與說明。利用實驗與仿真結果進行對比,證明風扇流場與聲場數(shù)值模擬方法正確可行。(3)動靜葉片數(shù)量對風扇氣動噪聲的影響。改變軸流風扇動葉與靜葉數(shù)量,得到10組不同數(shù)量的動靜葉片搭配的仿真模型,利用實驗已經證明可行的數(shù)值模擬方法,對上述10組風扇模型進行數(shù)值仿真計算,得到風扇流場與聲場的仿真結果,總結動靜葉片數(shù)量搭配對氣動噪聲的影響規(guī)律。(4)葉片安裝角對風扇氣動噪聲的影響。在原始軸流風扇的基礎上,改變風扇葉片安裝角,得到3組不同葉片安裝角的風扇模型,利用相同的數(shù)值模擬方法,計算并分析風扇的流場與聲場結果,得到不同安裝角的搭配對風扇流場與氣動噪聲的影響規(guī)律。
【關鍵詞】：軸流風扇 氣動噪聲 動靜搭配 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH432.1;TB53
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 軸流風扇綜述11-15
• 1.2.1 軸流風扇基本理論11-13
• 1.2.1.1 風扇的組成11
• 1.2.1.2 風扇主要性能參數(shù)11-12
• 1.2.1.3 風扇的流動損失12-13
• 1.2.2 風扇噪聲基本理論13-15
• 1.2.2.1 聲源類型13-14
• 1.2.2.2 氣動聲學方程14-15
• 1.2.2.3 風扇噪聲產生機理15
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究內容17-18
• 第二章 旋轉葉輪氣動噪聲數(shù)值仿真方法研究18-40
• 2.1 湍流模型分析18-23
• 2.1.1 湍流模型綜述18-21
• 2.1.2 大渦模擬與分離渦模擬的計算對比21-23
• 2.2 氣動聲學模擬方法分析23-25
• 2.3 旋轉模型建模方法25-32
• 2.3.1 動參考系簡介25-28
• 2.3.2 滑移網(wǎng)格模型與動網(wǎng)格模型28-31
• 2.3.3 旋轉域大小對數(shù)值模擬的影響31-32
• 2.4 網(wǎng)格選擇研究32-39
• 2.4.1 結構/非結構網(wǎng)格影響的分析32-34
• 2.4.2 邊界層網(wǎng)格影響分析34-39
• 2.5 本章小結39-40
• 第三章 動靜葉柵軸向間距對風扇氣動噪聲的影響40-58
• 3.1 軸流風扇仿真模型的建立40-48
• 3.1.1 幾何模型的建立40-43
• 3.1.2 流體計算域的建立43-44
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分44-48
• 3.2 軸流風扇流場計算與分析48-51
• 3.2.1 求解設置48
• 3.2.2 流場仿真結果與分析48-51
• 3.3 軸流風扇聲場計算與分析51-55
• 3.3.1 求解設置51-52
• 3.3.2 聲場仿真結果與分析52-55
• 3.4 實驗驗證55-57
• 3.5 本章小結57-58
• 第四章 動靜葉片數(shù)量對風扇氣動噪聲的影響58-69
• 4.1 仿真模型的建立58-60
• 4.2 流場計算與分析60-63
• 4.3 聲場計算與分析63-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第五章 葉片安裝角對風扇氣動噪聲的影響69-77
• 5.1 仿真模型的建立69-70
• 5.2 流場計算與分析70-73
• 5.3 聲場計算與分析73-76
• 5.4 本章小結76-77
• 第六章 總結與展望77-79
• 6.1 全文總結77-78
• 6.2 工作展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-84

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本文編號：866920