服务器气动噪声仿真方法研究与降噪设计
发布时间：2020-08-31 16:59
服务器是常用的电子设备之一，由于它24小时不间断运行，因此散热成为结构设计的突出问题。散热通常采用风冷形式，然而风扇高速旋转迫使气流带走热量的同时，也会产生较大的气动噪声。随着人们环保意识的加强，噪声成为不可忽视的问题。本文以机架式服务器为研究对象，利用CFD方法并结合噪声测试，研究气动噪声的仿真方法与降噪设计，以期掌握电子设备气动噪声的数值计算和建模方法，为电子设备气动噪声的预测和降噪设计提供依据。 本文研究内容包括以下三个方面。 1、服务器气动噪声仿真方法研究 首先介绍声学理论相关知识，包括气动声学发展简史、声学基本概念、声学波动方程。然后从简化模型和选择湍流模型两个方面来研究服务器气动噪声的仿真方法;简化模型的目的是为了使建模方便、分网容易和提高网格质量，以求提高仿真建模效率;对RNGk-。、LES、RSM和DES四种湍流模型进行计算比较，最终得出RNGk-。模型在仿真精度和计算效率方面是最佳的选择。 2、服务器气动噪声数值仿真 首先介绍仿真软件GAMBIT和FLUENT，并概述气动仿真的一般流程。然后以IBM X 3650服务器为对象，详细研究了其几何建模、网格划分和边界条件设置方法，并对服务器进行了稳态流场、暂态流场祸合气动声场的数值计算。最后对服务器进行了噪声测试，并把仿真误差控制在10%以内。 3、服务器降噪设计研究 首先概述服务器常用的噪声控制方法，本文从结构参数方面来研究服务器降噪设计。然后研究散热风扇、风道中流阻元件、散热孔三个部分对气动噪声的影响。最后提出在进行服务器结构设计时应该选择绝对值较小的负变环量指数、合理地设计流阻的尺寸和位置、适当地安排机箱开孔率和开孔位置，都可以有效地降低噪声。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP368.5
【部分图文】：
第一章 绪 论1.1 课题的提出和研究目的 随着人们对计算机性能的要求提高，一般的 PC 机已无法满足大量计算、长时间运行的需求，然而服务器的出现及时解决了以上问题。与 PC 机相比，服务器具有主板性能高、稳定性和可靠性高、较好的扩展性以及采用冗余电源和风扇技术等优势，被广泛应用于日常工作中。常见服务器类型有机架式、刀片式、塔式等，本文以机架式服务器为研究对象来研究气动噪声的仿真方法与降噪设计。图 1-1、图 1-2 分别是 IBM 3550 M2、IBM X 3650 服务器，可以看出其内部结构复杂、电子元件布置密度较高，使得服务器成为一种高密度电子设备。由于 24小时不间断运行，因此散热成为服务器设计的突出问题。服务器通常采用风冷散热，风扇高速旋转迫使气流带走热量的同时，也会产生较大的气动噪声。由于散热风扇数量较多，因此噪声控制成为服务器设计的一个重要内容[1]。
第一章 绪 论1.1 课题的提出和研究目的 随着人们对计算机性能的要求提高，一般的 PC 机已无法满足大量计算、长时间运行的需求，然而服务器的出现及时解决了以上问题。与 PC 机相比，服务器具有主板性能高、稳定性和可靠性高、较好的扩展性以及采用冗余电源和风扇技术等优势，被广泛应用于日常工作中。常见服务器类型有机架式、刀片式、塔式等，本文以机架式服务器为研究对象来研究气动噪声的仿真方法与降噪设计。图 1-1、图 1-2 分别是 IBM 3550 M2、IBM X 3650 服务器，可以看出其内部结构复杂、电子元件布置密度较高，使得服务器成为一种高密度电子设备。由于 24小时不间断运行，因此散热成为服务器设计的突出问题。服务器通常采用风冷散热，风扇高速旋转迫使气流带走热量的同时，也会产生较大的气动噪声。由于散热风扇数量较多，因此噪声控制成为服务器设计的一个重要内容[1]。
图 2-2 各噪声接收点示意图表 2-2 IBM 3550 M2 气动噪声仿真与测试结果对比收点编号 接收点 1 接收点 2 接收点 3 接收点真值（dB） 53.03 47.33 49.68 52.08试值（dB） 52.40 51.56 50.38 49.81 差（%） 1.20 -8.20 -1.39 4.56服务器出气部分流道，以明确各个流道中流阻对整个结构变化如图 2-3 至 2-6 所示。其中，仿真 1 是未简化道，去掉出气部分所有元器件；仿真 3 是在仿真 2 模器；仿真 4 是在仿真 2 模型的基础上，只添加简化成
本文编号：2809079
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP368.5
【部分图文】：
第一章 绪 论1.1 课题的提出和研究目的 随着人们对计算机性能的要求提高，一般的 PC 机已无法满足大量计算、长时间运行的需求，然而服务器的出现及时解决了以上问题。与 PC 机相比，服务器具有主板性能高、稳定性和可靠性高、较好的扩展性以及采用冗余电源和风扇技术等优势，被广泛应用于日常工作中。常见服务器类型有机架式、刀片式、塔式等，本文以机架式服务器为研究对象来研究气动噪声的仿真方法与降噪设计。图 1-1、图 1-2 分别是 IBM 3550 M2、IBM X 3650 服务器，可以看出其内部结构复杂、电子元件布置密度较高，使得服务器成为一种高密度电子设备。由于 24小时不间断运行，因此散热成为服务器设计的突出问题。服务器通常采用风冷散热，风扇高速旋转迫使气流带走热量的同时，也会产生较大的气动噪声。由于散热风扇数量较多，因此噪声控制成为服务器设计的一个重要内容[1]。
第一章 绪 论1.1 课题的提出和研究目的 随着人们对计算机性能的要求提高，一般的 PC 机已无法满足大量计算、长时间运行的需求，然而服务器的出现及时解决了以上问题。与 PC 机相比，服务器具有主板性能高、稳定性和可靠性高、较好的扩展性以及采用冗余电源和风扇技术等优势，被广泛应用于日常工作中。常见服务器类型有机架式、刀片式、塔式等，本文以机架式服务器为研究对象来研究气动噪声的仿真方法与降噪设计。图 1-1、图 1-2 分别是 IBM 3550 M2、IBM X 3650 服务器，可以看出其内部结构复杂、电子元件布置密度较高，使得服务器成为一种高密度电子设备。由于 24小时不间断运行，因此散热成为服务器设计的突出问题。服务器通常采用风冷散热，风扇高速旋转迫使气流带走热量的同时，也会产生较大的气动噪声。由于散热风扇数量较多，因此噪声控制成为服务器设计的一个重要内容[1]。
图 2-2 各噪声接收点示意图表 2-2 IBM 3550 M2 气动噪声仿真与测试结果对比收点编号 接收点 1 接收点 2 接收点 3 接收点真值（dB） 53.03 47.33 49.68 52.08试值（dB） 52.40 51.56 50.38 49.81 差（%） 1.20 -8.20 -1.39 4.56服务器出气部分流道，以明确各个流道中流阻对整个结构变化如图 2-3 至 2-6 所示。其中，仿真 1 是未简化道，去掉出气部分所有元器件；仿真 3 是在仿真 2 模器；仿真 4 是在仿真 2 模型的基础上，只添加简化成
【引证文献】
相关硕士学位论文 前2条
1 伍文华;电子设备气动噪声降噪设计方法研究[D];电子科技大学;2013年
2 周雪;散热风扇噪声分析及控制方法研究[D];电子科技大学;2013年
本文编号：2809079
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2809079.html
