笔记本电脑合成射流式压电风扇的研究

摘要

随着科技的进步，传统的风扇难以满足现在笔记本电脑的散热需求，近年来，具有合成射流特征的压电风扇吸引了众多研究者的关注，成为解决笔记本电脑等电子产品散热问题的方案之一。本文主要采用实验测量和数值模拟相结合的研究方法对笔记本电脑合成射流式压电风扇进行了一系列相关的研究。以下是论文主要工作和成果:
　　1、研究了压电陶瓷振动片结构和变形原理，设计制造了以侧喷型压电合成射流激励器为基础的压电风扇。
　　2、建立了圆形压电振动片的耦合场的有限元模型，并进行静力和模态分析的仿真，与实验结果对比，证明了有限元仿真模型的正确性，为研究设计方形压电振动片提供参考依据。
　　3、建立了二维的压电风扇流场仿真模型，研究了压电风扇外流场的流场特征与速度分布，与速度测量得到的结果进行对比，验证了数值仿真方法的正确性。
　　4、对压电风扇翅片散热进行了仿真分析，表明翅片的高度要大于压电风扇喷口的宽度的情况下，才能充分利用合成射流横向上卷吸流体的特征，使散热效率最大化。
　　5、对压电风扇翅片进行散热效果实验研究，发现压电风扇散热系统得到了较好的散热效果，证明了压电风扇工作在固有频率下以及最佳的喷口与翅片的距离下，压电风扇才具有最佳的散热效率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 笔记本电脑散热研究的发展

1．2．2 压电陶瓷技术的发展

1．2．3 合成射流技术的发展

1．3 本文主要研究内容

第二章 压电风扇散热相关理论

2．1 压电陶瓷基本理论

2．1．2 压电效应和压电方程

2．1．2 ANSYS压电耦合场分析方法

2．2 计算流体力学基本理论

2．2．1 控制方程

2．2．2 湍流模型

2．3 传热学基本理论

2．3．1 导热

2．3．2 对流换热

2．4 本章小结

第三章 压电风扇的设计研究

3．1 压电风扇设计制造

3．1．1 压电振动片结构原理

3．1．2 压电风扇样机制作

3．2 压电振动片的研究

3．2．1 压电振动片有限元仿真

3．2．2 压电振动片仿真结果分析

3．2．3 压电振动片固有频率测量

3．2．4 仿真与实验结果影响因素分析

3．3 方形压电振动片设计研究

3．3．1 变量与目标参数

3．3．2 有限元仿真结果分析

3．4 本章小结

第四章 压电风扇流场特性研究

4．1 压电风扇流场数值模拟

4．1．1 模型选择

4．1．2 模型建立

4．1．3 求解设置

4．1．4 计算结果及分析

4．2 压电风扇流场实验研究

4．2．1 实验设计

4．2．2 实验结果分析

4．3 本章小结

第五章 压电风扇散热效果研究

5．1 压电风扇翅片散热仿真分析

5．1．1 模型选择

5．1．2 模型建立

5．1．3 求解设置

5．1．4 计算结果及分析

5．2 压电风扇翅片散热实验研究

5．2．1 实验设计

5．2．2 实验结果分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献