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研究生: 林銘宏
Lin, Ming-Hong
論文名稱: 離心式風扇之振動及其散熱系統分析
Vibration and Cooling System Analysis of a Centrifugal Fan
指導教授: 李森墉
Lee, Sen-Yung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 108
中文關鍵詞: 散熱系統離心式風扇散熱片鰭片振動
外文關鍵詞: fin, centrifugal fan, vibration, cooling system, star-cd, ansys
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  • 本文針對一組結合雙吸入式離心風扇和散熱片的解熱系統,建立一套完整分析模式。本解熱方式常見於手提電腦和其他電子系統之解熱。由於系統非常複雜,目前常見之研究皆將風扇和散熱片分別研究,此方式無法考慮到風扇出口流場的非均勻性和散熱片對風扇性能的耦合影響,以致於無法得知真實解熱系統的機制,更無法得到最佳完整解熱效率。本文改善以上缺點,考慮離心風扇和散熱片耦合關係,分析完整解熱系統之流場與熱傳遞耦合機制,並探討風扇和散熱片之幾何參數對於散熱系統流場及熱傳遞的影響。此外,研究葉輪的強度和振動,探討葉輪幾何參數和自然頻率、振動模態及結構剛性間的關係。預防發生共振而影響流場及產生噪音,造成風扇和解熱系統的效率下降。本文建立之整套完整分析模式可提供相關研究者及設計者之重要參考。

    In this study, a complete cooling model composed of a double-entry centrifugal fan and a longitudinal-plate fin is investigated. The cooling model is popular in the notebook and some electronic systems. Due to the complexity of the coupled system the performance of a fan and a fin are investigated separately in the literature. Because the coupled relation between a fan and a fin and the non-uniform inlet flow field of fin are not considered, the real cooling mechanism and the best cooling efficiency of the system can not be revealed. The above faults are overcome in this study. Moreover, the influence of parameters of fan and fin on the overall flow field and the cooling system are investigated. Finally, the strength and the dynamic analysis of the impeller are made. The influence of the geometer parameters on the natural frequencies and mode shapes are investigated.

    摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 表 目 錄 VII 圖 目 錄 VIII 符 號 XII 第一章 緒 論 1 1.1 前 言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究動機及目的 4 第二章 葉輪與散熱片設計的基本方法 7 2.1 離心式風扇設計 7 2.1.1 離心式風扇的簡介 7 2.1.2 角動量方程式 9 2.1.3 葉輪基本方程式 10 2.2 蝸殼設計 15 2.3 散熱片設計 17 第三章 數值方法 19 3.1 流場 19 3.1.1 基本假設 19 3.1.2 基本統御方程式 20 3.1.3 標準k-e模型方程式 21 3.2 數值理論 23 3.2.1 離散化方程式 23 3.2.2 混合差分法 24 3.2.3 SIMPLE解法理論 26 第四章 散熱系統流場與熱傳遞分析 31 4.1 建立模型網格 31 4.2 數值條件設定 36 4.2.1 邊界條件 36 4.2.2 物件規格 37 4.3 數值穩定性 41 4.4 流場與熱傳遞分析 42 第五章 散熱效益分析 49 5.1 改變散熱片數目 49 5.1.1 流場分析 50 5.1.2 熱傳遞量分析 54 5.2 改變散熱片厚度 56 5.2.1 流場分析 57 5.2.2 熱傳遞量分析 60 5.3 改變局部散熱片厚度 63 第六章 葉輪應力與振動分析 66 6.1 葉輪的材料性質 66 6.2 數值分析與穩定度 67 6.1.1 數值分析 67 6.1.2 數值穩定度 69 6.2 結構強度分析 71 6.3 振動模態分析 75 第七章 結論與建議 87 7.1 結論 87 7.2 建議 88 參考文獻 90 自述 93

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2003-07-14公開
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