刀片服务器散热系统噪声试验研究

摘要

刀片服务器的稳定运行，对用户是至关重要的。散热性能决定了其工作环境是否满足要求。而风扇的强制散热噪声对工作环境的影响导致了最终用户的品牌选择趋向。因此，IT行业正致力于解决电子产品的噪声问题。 与机架服务器相比，刀片服务器最大的卖点是可以在相同高度的机柜中集成更多服务器和网络、存储等设备。这种高性能、高集成的服务器设计必然引发服务器工作时的巨大热量排放问题以及散热不足导致系统运行的不稳定问题。 文章首先通过试验测量并且综合气动声学相关知识从而进行噪声源识别，从试验得到的数据结果判断服务器的噪声主要来源是风扇的旋转噪声并且求得噪声的频率值。同时运用UG建立了服务器风扇框的CAD模型，运用CFD软件FLUENT针对风扇框的流场进行仿真研究，针对服务器的噪声源的特性以及流场模拟结果设计了一个吸声导流槽，并取得了满意的降噪效果。 论文又介绍了另外一种途径降低噪声的方法：通过合理的布置风扇的位置及风向使服务器在获得相同散热效果的情况下尽量降低风扇的转速，从而最终达到降低噪声的目的。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1刀片服务器

1.2解决服务器噪声问题的必要性

第二章刀片服务器噪声信号采集试验

2.1刀片服务器内部结构介绍

2.2噪声测量试验

2.3信号采集结果

2.4轴流风扇

2.4.1轴流风扇的基本工作原理

2.4.2轴流风扇的噪声源

2.4.3叶轮机械声辐射的基本理论

2.4.4涡声理论

2.4.5叶轮机械宽频噪声

2.4.6预测风扇气动噪声的一些进展

2.5服务器噪声源的确定

第三章服务器风扇框内部流场仿真研究

3.1 CFD及Fluent软件简单介绍

3.2风扇框内部流场仿真

3.2.1流场仿真工作概括

3.2.2三维模型建立

3.2.3流场分析报告

3.3流场仿真结论

第四章服务器内部温度监控

4.1滤网对散热效果的影响

4.1.1温度监控试验方法

4.1.2总体上滤网对散热效果的影响

4.2服务器温度及噪声与转速关系

4.3在温度持平的情况下有无滤网对转速和噪声的影响

4.4风扇反方向吹对温度的影响

4.4.1试验方法及数据

4.4.2结论及原因

第五章机箱模态试验

5.1模态分析

5.1.1模态分析的概念

5.1.2模态分析的主要内容

5.1.3模态分析的目的

5.2机箱模态试验分析

5.2.1试验方法

5.2.2试验结果

5.3机箱CAE模态分析

5.4结果对比分析

第六章刀片服务器的降噪措施

6.1轴流风扇噪声的计算方法

6.1.1旋转运动的分布力源的频域声辐射

6.1.2尾涡脱落宽频噪声的计算

6.2轴流风扇噪声问题的因素

6.2.1扰流体对风扇噪声的影响

6.2.2风扇噪声与叶尖速度和叶尖外环的关系

6.3刀片服务器噪声的降噪措施

6.3.1风扇噪声机理的研究状况

6.3.2轴流风扇噪声问题的一般解决办法

6.3.3吸声导流槽

第七章论文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文