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研究生:許秉宏
研究生(外文):Ping-Hung Hsu
論文名稱:軸流風扇入風與出風口之幾何形狀對性能之影響
論文名稱(外文):The Study of Axial Fan with Different Inlet & Outlet Geometry
指導教授:鄭宗杰鄭宗杰引用關係
指導教授(外文):Tsung-Chieh Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:軸流風扇入風口與出風口幾何形狀
外文關鍵詞:CFDInlet & OutletGeometry
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高科技的時代,因市場的需求而電子元件的外型體積是越來越小,其本身所散熱出熱量會越來越高,因此市場上更需要有高風量高靜壓的風扇散熱方面的問題。本文研究是針對於軸流風扇入風與出風口的幾何形狀來分析,當形狀改變後對性能影響的研究,要提升性能的方法有很多且也廣泛的應用,但對於框體的入風與出風口的幾何狀研究卻很少。本文主要是針對於應用在伺服器內常用之軸流風扇92×92×25mm3)之性能部分作研究。由於風扇框體流道是非常重要的部分,且在出風口附近的紊流會有很大的影響,因此本文研究是利用計算流體力學之數值方法(CFD),結合分析軟體,來探討風扇框體的入風與出口的形狀對於風扇之特性模擬出來,藉由數值模擬相互比較,找出入風與出風口的最佳形狀。
研究結果得知:在4種形式的幾何形狀之比較之下,型式B的設計可得到較佳風量風壓的性能曲線。
High-tech times, because of the need of market and the features physical volume of electronics component is smaller and smaller, it spread hot pay the calories will be higher and higher, therefore even need to have the high amount of breeze the fan of the high static pressure to solve to spread a hot problem on the market. This text research is aimed at to the stalk flows fan into the breeze with pay place with a draught of several shape to analyze, be shape change behind influence to the function of research, promote the method of function have a lot of and also extensive application, but for frame body of go into breeze with pay place with a draught of several form research few. This text mainly Be aimed at to apply to flow fan in the in common use stalk inside the server 92×92×25 mm3)of the function part make a research. Because the fan frame body flows a way is a count for much part, and at out the When of place with a draught neighborhood's flowing will have very great influence, therefore this text research is to make use of the number method(CFD) of calculating the fluid mechanics, combine to analyze software, inquire into a fan frame body of go into the shape of breeze and exit come out to the characteristic emulation of fan, by the number emulation is mutually compare, find out into breeze with pay the best shape of place with a draught.
The research knows as a result: In the in comparison of several shapes of 4 kinds of forms, the design of pattern B can get the function curve that better amount of breeze presses.
目 錄
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號說明 xi
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 1
1-3 文獻回顧 2
1-4 研究目的 4
第二章 風扇模型建構 5
2-1 風扇機構介紹 5
2-2 風扇葉片基本設計方法 6
2-3 風扇幾何外形之簡化 9
第三章 數值模擬方法 11
3-1 流場模型基本假設 11
3-2 流場的基本統御方程式 11
3-3 紊流模式 12
3-4 數值方法 15
3-5 數值方法的選用 16
3-6 CFD 分析步驟 16
3-7 網格結構 18
3-7-1 結構化網格 19
3-7-2 非結構化網格 19
第四章 風扇流場模擬分析之建立 21
4-1 模型建立 21
4-2流域劃分及網格建立 23
4-2-1 格點測試 25
4-3 數值分析 25
4-4 邊界條件 25
4-5 風扇流場模擬流程 27
第五章 風扇框體入風與出風口對性能曲線之模擬分析 28
5-1 數值收斂標準 28
5-1-1 數值穩定性 29
5-2 風扇框體入風與出風口對性能曲線之影響 29
5-2-1 風扇模型組合比較分析 30
5-2-2 結果與討論 41
第六章 結論與建議 49
6-1 結論 49
6-1 未來工作之建議 50
參考文獻 51
表目錄
表5-1 框體幾何形狀分類表 30
表5-1 風扇入風與出風口幾何形狀模擬結果比較表 48
圖目錄
圖2-1風扇架構示意圖 6
圖2-2 HA9225翼型剖面參數定義圖 8
圖2-3 中心線及最大厚度位置圖 8
圖2-4 最大厚度示意圖 8
圖2-5 本文使用之扇葉示意圖 9
圖2-6 本文使用之扇框示意圖 10
圖3-1 機翼的結構化網格 18
圖3-2 機翼的非結構化網格 18
圖3-3 2D Cell adaptive type 19
圖3-4 3D Cell adaptive type 20
圖4 -1 扇葉流道圖 22
圖4 -2 框體流道圖 22
圖4 -3 框體+扇葉組合流道圖 23
圖4-4 流道組立示意圖 24
圖4-5 流道網格示意圖 24
圖4-6 風扇邊界條件 26
圖4-7 設計流程圖 27
圖5-1流量收斂圖 29
圖5-2 扇葉速度分布圖 31
圖5-2 型式A葉片壓力圖(正反面) 32
圖5-4 型式B葉片壓力圖(正反面) 33
圖5-5 型式C葉片壓力圖(正反面) 34
圖5-6 型式D葉片壓力圖(正反面) 35
圖5-7 型式A 中央部位之速度大小圖 37
圖5-8 型式B 中央部位之速度大小圖 37
圖5-9 型式C 中央部位之速度大小圖 38
圖5-10 型式D 中央部位之速度大小圖 38
圖5-11 型式A 中央部位之速度向量圖 39
圖5-12 型式B 中央部位之速度向量圖 39
圖5-13 型式C中央部位之速度向量圖 40
圖5-14 型式D中央部位之速度向量圖 40
圖5-15 型式A 表面靜態壓力圖 41
圖5-16 型式B表面靜態壓力圖 41
圖5-17 型式C表面靜態壓力圖 42
圖5-18 型式D表面靜態壓力圖 42
圖5-19 型式A表面速度大小圖 43
圖5-20 型式B表面速度大小圖 43
圖5-21 型式C表面速度大小圖 44
圖5-22 型式D表面速度大小圖 44
圖5-23 型式A出口表面上之速度向量圖 45
圖5-24 型式B出口表面上之速度向量圖 45
圖5-25 型式C出口表面上之速度向量圖 46
圖5-26 型式D出口表面上之速度向量圖 46
圖5-27 風扇入口與出風口幾何形狀P-Q曲線比較圖 47
參考文獻
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