电子设备气动噪声降噪设计方法研究

摘要

随着大功率、高密度电子设备逐渐进入人们的家用和办公场所，电子设备中大尺寸、高转速的风扇所带来的噪声问题越来越受到人们的关注，人们对电子设备的低噪声要求也越来越强烈。电子设备的降噪设计一开始并没有得到足够的重视，设计人员一般是根据自身经验进行设计，生产样机测试，然后反复修改直至完成，这种方法耗时长，费用高。随着高性能计算机的出现和数值仿真方法的发展，人们已经可以采用仿真的手段对气动噪声进行分析研究，因而本文将采用数值仿真方法对电子设备的气动噪声来源、产生机理和降噪设计方法进行分析研究，具体分为以下几个方面：
　　（1）总结气动噪声声源基本类型和声学计算基本方程，分析电子设备常见气动噪声来源；研究几种不同气动噪声数值仿真方法的适用范围，分析湍流模型对计算精度的影响，研究旋转区域的处理方式，验证仿真方法的正确性。
　　（2）分析轴流风扇气动噪声的影响因素，提出采用不等距叶片降低气动噪声的方法并解释该方法的降噪原理；分析叶顶间距对噪声的影响规律；研究风扇入口障碍物对噪声的影响，提出基于整流技术的集流器设计方法；分析声压级随风扇转速的变化规律，提出轴流风扇的合理设计法则和选取依据。
　　（3）研究三种气流入口对离心风扇噪声的影响，结果表明锥筒形入口能有效降低气动噪声；提出对传统涡舌的改进优化方法，所采用的阶梯涡舌能有效的改变风扇出口的气流分布，减少回流现象，降低气动噪声；分析叶尖涡的形成与消除方法，提出了旋转环设计降低离心风扇的叶尖涡脱落噪声。
　　（4）研究电子设备中流阻噪声的来源，分析了分流器和散热器自身的结构参数和位置对气动噪声的影响；总结了流阻本身气动噪声大小对电子设备总噪声声压级的贡献程度。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 气动噪声产生机理与数值计算方法研究

2.1 气动声学基础

2.2电子设备气动噪声来源与评价标准

2.3 气动噪声数值计算方法研究

2.4 气动噪声仿真方法验证

第三章 轴流风扇噪声特性与降噪设计方法研究

3.1 常见的轴流风扇噪声预测模型

3.2 叶片不等间距法的噪声特性研究

3.3 叶顶间隙对噪声的影响分析

3.4 入口气流对风扇噪声的影响以及集流器设计

3.5 风扇转速的噪声特性研究

第四章 离心风扇噪声特性与降噪设计方法研究

4.1 常见的离心风扇噪声预测模型

4.2 不同入口对离心风扇气动噪声的影响

4.3 离心风扇蜗舌降噪优化设计

4.4 叶尖涡噪声特性研究与降噪设计

4.5 其他降噪设计方法

第五章 流阻噪声特性与降噪设计方法研究

5.1 分流器对气动噪声的影响

5.2 散热器对气动噪声的影响

第六章 总结与展望

6.1 本文的主要贡献

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果