支撐架對小型軸流風(fēng)扇氣動性能和噪聲影響的研究.pdf

1、小型軸流風(fēng)扇作為當(dāng)前很多電子元器件的主要散熱通風(fēng)設(shè)備，其性能的好壞直接決定了電子設(shè)備運行狀況。本文以小型軸流風(fēng)扇作為研究對象，用數(shù)值模擬方法研究了支撐架的形狀、支撐架的數(shù)量、支撐架的傾斜角度以及支撐架直徑對小型軸流風(fēng)扇性能的影響，分析了風(fēng)扇的靜特性、氣動噪聲和內(nèi)部流動特性；設(shè)計了以靜壓和噪聲為優(yōu)化目標(biāo)的響應(yīng)面優(yōu)化方案，優(yōu)化出一種最優(yōu)小型軸流風(fēng)扇，并進行靜特性測試實驗和速度場熱線測量實驗。論文的主要內(nèi)容和取得的成果如下：
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2、以小型軸流風(fēng)扇作為研究對象，運用UG的逆向工程建立風(fēng)扇幾何模型，對小型軸流風(fēng)扇的支撐架進行測繪，設(shè)計支撐架并將支撐架與風(fēng)扇模型裝配；簡述了本文中采用的數(shù)值模擬方法。
　　（2）設(shè)計了方形支撐架風(fēng)扇和圓形支撐架風(fēng)扇，數(shù)值模擬分析了它們的靜特性、氣動噪聲和內(nèi)部流動特性。研究結(jié)果表明：相比于無支撐架風(fēng)扇，位于風(fēng)扇下游的支撐架對氣體具有明顯的阻塞作用，使風(fēng)扇的靜壓升和效率降低，但支撐架和葉片的非定常相互作用使噪聲有所降低。圓形支撐架風(fēng)扇較

3、方形支撐架風(fēng)扇對氣體的繞流作用更強，圓形支撐架與葉片的相互作用較小，且葉尖泄露流較少，能量損失降低，靜壓升和效率更高。
　?。?）設(shè)計了不同支撐架數(shù)量和支撐架傾斜角度的小型軸流風(fēng)扇，分析了其靜特性、氣動噪聲和內(nèi)部流動特性。研究結(jié)果表明：小型軸流風(fēng)扇的支撐架數(shù)量與葉片數(shù)量相等時風(fēng)扇噪聲較低；傾斜支撐架風(fēng)扇的噪聲較徑向位置支撐架風(fēng)扇降低，支撐架逆旋轉(zhuǎn)方向傾斜60°風(fēng)扇的降噪效果最好。
　?。?）以支撐架的數(shù)量、直徑、傾斜角度為優(yōu)

4、化變量，以風(fēng)扇的靜壓和噪聲為優(yōu)化目標(biāo)建立多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，采用熵權(quán)法確定優(yōu)化目標(biāo)權(quán)重，設(shè)計響應(yīng)面試驗優(yōu)化方案，優(yōu)化得到最優(yōu)小型軸流風(fēng)扇。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對原型風(fēng)扇和優(yōu)化風(fēng)扇進行數(shù)值模擬分析驗證，對比原型風(fēng)扇和優(yōu)化風(fēng)扇的靜特性、氣動噪聲和內(nèi)部流動特性。對無支撐架風(fēng)扇進行靜特性實驗，并且對原型風(fēng)扇進行熱線探針實驗。研究結(jié)果表明：優(yōu)化模型的靜特性較原型風(fēng)扇提高，噪聲降低，內(nèi)部流動性能改善；靜特性實驗和數(shù)值模擬的結(jié)果基本一致，驗證了數(shù)值模擬的可靠性。