臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對筆記型電腦使用的渦流風扇，利用田口式實驗計畫法，在既定的規格之內，試著改變不同的風扇設計參數找出更佳的設計，使得風扇性能之風量、風壓、振動、和噪音等達到最佳化設計的目的。

使用田口分析方法，將四個變動因子各取三水準，由L9直交表加以分析其特性，找出每個因子各水準間的變動量、變異量以及貢獻度等，繪出S/N回應圖，可以依其曲線情形決定各因子間最佳的水準，將其組合後即可找出風量和風壓望大，和振動及噪音望小之最佳化。接著將新設計出的風扇外型製作成實際模型，將不同參數之風扇，經由風量／風壓測試機量測風量及風壓的變化，利用半無響室測出噪音值，以及使用加速規來量測振動值。實驗分析結果顯示，加大上、下進風口大小以及加寬流道幾何外型可提高風量，緊縮流道幾何外型以及改變扇葉後掠切線距離0.6mm時可以有效提高風壓，加大上、下進風口大小以及加寬流道幾何外型可降低振動值，當扇葉後掠切線距離為零時以及緊縮流道幾何外型時可以降低噪音量。

本研究所建立的分析方法，可以有效提升風扇性能，對於設計風扇可以提供快速有效的方法。除了振動與噪音外，本研究同時利用Fluent電腦熱流分析軟體進行風量與風壓之模擬，經由實際量測值比對，發現誤差僅在5%左右，換言之，對於風扇之風量與風壓設計，可先經由電腦模擬軟體及配合田口式分析方法，可以有效提升風扇性能的設計。

The purpose of the study aims to use the Taguchi Methods Experiment Scheme, by varying the parameters of regulation-size blowers, to optimize the design of notebook fans in the aspects of air flow, air pressure, vibration, and noise.

With the Taguchi Methods Analysis, three levels are taken on each of the four variation factors and characterized to find out the variation, modification, and contribution across factors and levels. The curves shown on the S/N graph indicate the best levels across factors, a re-combination of which derives the maximal air flow and air pressure and the minimal vibration and noise. Then the re-designed blower is made into a real model. With fans of different parameters, variations of the air flow and the air pressure are measured by a current/pressure test machine, noise values measured in a semi-nonsonic room and vibration values measured by an acceleration compass. The analysis result indicates that enlarging the current extents and broadening the passage geometric contour enhance the air flow and air pressure, that shrinking the passage geometric contour and changing the fan sectors, leaving a 0.6mm angle, effectively elevate the current pressure, that enlarging the current extents and broadening the passage geometric contour decrease the vibration value, and that minimizing the angles of fan sectors to 0mm and shrinking the passage geometric contour decrease the noise.

The research methodology established by this study effectively promotes the functions of notebook fans, and it offers an efficient method of designing fans. Apart from vibration and noise, this study applies Fluent computer warm current analyzing software to simulating the air flow and air pressure, which presents only a 5% value of error with a practical measurement contrast. That is, the design of air flow and air pressure is suggested to take advantage of the computer simulation software and the Taguchi Methods analysis scheme so as to promote the fan functions.

摘要
ABSTRACT
致謝
目錄
表目錄
圖目錄
符號說明

第一章、 緒論
1.1 前言
1.2 文獻回顧
1.3 研究動機與目的

第二章、 研究理論探討
2.1 空氣機械的分類
2.2 渦流風扇（Blower）
2.3 渦流式風扇的設計
2.4 風扇之全壓、靜壓、理論功率與尺寸決定
2.5 渦流風扇基本運作原理
2.6 噪音
2.6.1 聲音的產生與傳播
2.6.2 聲音的物理特徵
2.6.3 聲音感知三要素
2.6.4 位準（Level）
2.6.5 加權網（Weighting）
2.6.6 風扇噪音設計

第三章、 研究方法及步驟
3.1 實驗計畫法
3.1.1 因子（factor）及水準（level）之選擇
3.1.2 直交表（orthogonal array）之選用
3.1.3 要因效果分析
3.1.4 損失函數
3.1.5 參數設計
3.1.6 控制因素分析
3.1.7 變異數分析
3.1.8 多品質目標分析
3.2 實驗步驟
3.3 決定設計參數
3.4 進行田口實驗法
3.5 風扇設計與組裝

第四章、 結果與討論
4.1 風扇性能測試報告及數據
4.2 實驗結果
4.3 回應圖及變異數分析
4.3.1 風量
4.3.2 風壓
4.3.3 振動
4.3.4 噪音
4.4 最佳化分析
4.4.1 風量最佳化
4.4.2 風壓最佳化
4.4.3 振動最佳化
4.4.4 噪音最佳化
4.5 最佳化分析

第五章、 數值模擬分析
5.1 前處理
5.2 數值模擬求解
5.3 模擬結果
5.4 後處理
5.5 模擬分析結果與實驗值比較
5.6 更新最佳化設計
5.7 結論

第六章、 結論與建議
6.1 渦流風扇最佳化設計
6.2 Fluent模擬分析
6.3 未來展望

參考文獻
附錄一 小型風扇性能測試裝置
附錄二 振動性能測試裝置
簡歷

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