臺灣博碩士論文加值系統

本研究以葉片角度變化，探討小型軸流式風扇驅動流體性能。研究包含實體之設計製作與計算流體力學(CFD)軟體之模擬。以固定的輪縠高度及風扇外框直徑，藉由改變葉片弦長、安裝角、傾斜角的變化對於性能曲線的影響作探討。研究過程先以 UG NX 軟體創建出風扇的三維立體圖檔，再以ANSYS 軟體中的 Fluent 進行流場模擬。藉由不同壓力與體積流率，得到各種設計的性能曲線。此外，以 UG 所建立的實體模型，進行 3D 列印做成原型。風扇原型在 AMCA 進行阻抗量測，與模擬結果驗證。根據量測與模擬得到最佳化的設計。

This research investigates the mini axial fan performance with its blade design. Included are the design, fabrication, and the computational fluid dynamics (CFD) analysis of the prototypes. The hub height and the diameter of the frame were fixed in the research. The design parameters are the blade chord length, the installation angle, the inclination angle. The three-dimensional models were established with commercial software UGNX. The CFD simulation was conducted with ANSYS-Fluent to understand the flow field. The characteristic curves were obtained from the simulated performance. In addition, 3D rapid prototypes were formed according to the solid model. The prototypes were measured in AMCA test machine for the air driving performance. Optimal design can be obtained with the simulation and experimental results.

摘 要 i
ABSTRCT ii
誌謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄vii
符號說明 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 1
第二章 風扇幾何設計 5
第三章 實驗參數與設備 8
3-1 實驗參數 8
3-2 扇葉剖片參數 9
3-3 覆蓋率 12
3-4 實驗設備 13
3-5 實驗原理 14
3-6 實驗步驟 16
3-7 風扇性能曲線 17
3-8 風扇功率 18
第四章 實驗數值模擬分析 19
4-1 數值方法 19
4-2 數值分析 19
4-2-1 風扇圖檔建立 20
4-2-2 前處理 21
4-2-3 求解 27
第五章 結果與討論 28
5-1 風扇性能曲線分析 28
5-1-1 安裝角 30° 28
5-1-2 安裝角 45° 30
5-1-3 安裝角 60° 32
5-1-4 綜合比對 34
5-2 安裝角對於性能的影響 35
5-2-1 安裝角對於最大流量的影響 35
5-2-2 安裝角對於最大背壓的影響 37
5-3 扭轉角對於性能的影響 39
5-3-1 扭轉角對於最大流量的影響 39
5-3-2 扭轉角對於最大背壓的影響 41
5-4 覆蓋率對於性能的影響 43
5-4-1 覆蓋率對最大流量的影響(改變安裝角) 44
5-4-2 覆蓋率對最大流量的影響(改變扭轉角) 46
5-4-3 覆蓋率對最大流量的影響(改變葉片數) 48
5-4-4 覆蓋率對最大背壓的影響(改變安裝角) 52
5-4-5 覆蓋率對最大背壓的影響(改變扭轉角) 54
5-4-6 覆蓋率對最大背壓的影響(改變葉片數) 56
第六章 結論與未來展望 59
6-1 結論 59
6-2 未來展望 59
參考文獻 60

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