一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，包括：通过虚拟建模软件对轴流风扇进行建模并获得动力学模型；其中，动力学模型中的初始轮毂呈圆柱状；根据公式R

【技术实现步骤摘要】
一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及服务器
，特别涉及一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法。本专利技术还涉及一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化系统。

技术介绍

[0002]轴流风扇作为高性能服务器风冷散热系统的主要元器件之一，为不断提高风量以满足电子产品越来越高密度的需求，同时考虑到服务器对于风扇噪声及功耗的限制，研究人员一直在探索有限空间下风扇性能的极限。
[0003]对于任何旋转风机而言，叶片都是由压力面及吸力面所组成，其中压力面侧静压高于吸力面侧静压，从而达到产生叶片力，驱动气流做功目的。轴流风扇叶片通道内二次流动产生的原因是端壁附面层在轮毂附近发生流动分离，同时形成各种尺寸大小、强度不同的旋涡，从而产生了气动损失。
[0004]服务器用轴流风扇属于微型轴流风机范畴，其叶片呈现出典型的小展弦比特点，对于这类叶片来说，其固有特性在于二次流损失在整个流动损失当中占比较高，随着其性能逼近极限，叶片负荷不断提升，这使得风扇轮毂附近边界层厚度占据整个流道的比例不断增大，轮毂附近二次流动分离及堵塞现象变得更加突出，影响叶片通流能力，成为抑制风扇风量提升的重要瓶颈。此外，轮毂附近大尺度的流动分离同时也会引起宽频气动噪声和气动损失增加，引起气动效率降低，进而导致功耗增加，严重时还会导致风扇发生失速。
[0005]目前，在电子散热风扇设计领域，仍然还是采用传统叶片造型优化方法、降低马达尺寸从而增加扇叶通流面积这两种方式来降低二次流损失，但该两种方法对轮毂附近的叶片通道内的二次流动分离及堵塞现象的抑制效果均很有限，二次流动损失仍然较高。
[0006]因此，如何提高对轮毂附近的叶片通道内的二次流动分离及堵塞现象的抑制效果，降低二次流动损失，同时提高叶片通流能力，降低气动噪声，是本领域技术人员面临的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，能够提高对轮毂附近的叶片通道内的二次流动分离及堵塞现象的抑制效果，降低二次流动损失，同时提高叶片通流能力，降低气动噪声。本专利技术的另一目的是提供一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化系统。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，包括：
[0009]通过虚拟建模软件对轴流风扇整体进行建模并获得动力学模型；其中，所述动力学模型中的初始轮毂呈圆柱状；
[0010]根据公式R
θ
＝R
o
+A cosθ对所述初始轮毂的半径在任意相邻两个叶片之间的周向范围内进行修正，并获得修正模型；
[0011]将所述修正模型的轮毂参数输出，并据此调整实体轴流风扇的轮毂型线；
[0012]其中，R
θ
为所述修正模型的轮毂半径，R
o
为所述初始模型的轮毂半径，A为预设初始振幅，为相邻两个叶片之间的节距角，t为常数，且t∈[0,1]，n为常数，且n>0。
[0013]优选地，在将所述修正模型的轮毂参数输出之前，以及获得修正模型之后，还包括：
[0014]根据公式R
z
＝K
z
R
θ
对所述修正模型的轮毂半径在任意叶片的根部前缘位置至根部后缘位置之间的轴向范围内进行修正，并获得细化模型；
[0015]其中，R
z
为所述细化模型的轮毂半径，K
z
＝sin(Cq
m
)，C为任意叶片的根部轴向弦长，q为常数，且q∈[0,1]，m为常数，且m>0。
[0016]优选地，在获得所述动力学模型之后，且在对所述初始轮毂的半径进行修正之前，还包括：
[0017]将所述动力学模型导入到CFD软件中，并对所述动力学模型进行仿真。
[0018]优选地，还包括：
[0019]根据公式A＝kR
o
确定预设初始振幅；
[0020]其中，k为常数，且k∈(0％,5％)。
[0021]优选地，在获得修正模型之后，且在将所述修正模型的轮毂参数输出之前，还包括：
[0022]对所述修正模型进行有限元分析，并根据分析结果调整n的取值。
[0023]优选地，在获得细化模型之后，且在将所述细化模型的轮毂参数输出之前，还包括：
[0024]对所述细化模型进行有限元分析，并根据分析结果调整m的取值。
[0025]本专利技术还提供一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化系统，包括：
[0026]建模模块，用于通过虚拟建模软件对轴流风扇整体进行建模并获得动力学模型；其中，所述动力学模型中的初始轮毂呈圆柱状。
[0027]修正模块，用于根据公式R
θ
＝R
o
+A cosθ对所述初始轮毂的半径在任意相邻两个叶片之间的周向范围内进行修正，并获得修正模型；
[0028]输出模块，用于将所述修正模型的轮毂参数输出，并据此调整实体轴流风扇的轮毂型线；
[0029]其中，R
θ
为所述修正模型的轮毂半径，R
o
为所述初始模型的轮毂半径，A为预设初始振幅，为相邻两个叶片之间的节距角，t为常数，且t∈[0,1]，n为常数，且n>0。
[0030]优选地，还包括：
[0031]细化模块，用于根据公式R
z
＝K
z
R
θ
对所述修正模型的轮毂半径在任意叶片的根部前缘位置至根部后缘位置之间的轴向范围内进行修正，并获得细化模型；
[0032]其中，R
z
为所述细化模型的轮毂半径，K
z
＝sin(Cq
m
)，C为任意叶片的根部轴向弦长，q为常数，且q∈[0,1]，m为常数，且m>0。
[0033]本专利技术所提供的服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，主要包括三个步骤，其
中，在第一步中，首先通过虚拟建模软件对实体的轴流风扇整体进行虚拟建模，并获得动力学模型(如流体力学模型、空气动力学模型等)，其中，该动力学模型中的初始轮毂呈圆柱状。在第二步中，主要内容为在仿真软件中根据公式R
θ
＝R
o
+A cosθ对获得的动力学模型中的初始轮毂的半径进行修正、调整，并获得修正模型，其中，在按照公式修正时，具体修正区域是在任意相邻两个叶片之间的周向范围内，且在修正后可通过仿真运行确定优化效果。在第三步中，将修正模型的轮毂参数进行输出，并根据该轮毂参数对实体轴流风扇的轮毂型线进行对应调整，完成对服务器用轴流风扇的轮毂型线优化。如此，本专利技术所提供的服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，由于在对初始轮毂的半径沿周向方向进行修正调整时，相当于在初始轮毂的型线基础上叠加上一个按照余弦曲线变化的半径振幅(即半径修正值)，且叶片的吸力面与压力面之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，其特征在于，包括：通过虚拟建模软件对轴流风扇整体进行建模并获得动力学模型；其中，所述动力学模型中的初始轮毂呈圆柱状；根据公式R
θ
＝R
o
+A cosθ对所述初始轮毂的半径在任意相邻两个叶片之间的周向范围内进行修正，并获得修正模型；将所述修正模型的轮毂参数输出，并据此调整实体轴流风扇的轮毂型线；其中，R
θ
为所述修正模型的轮毂半径，R
o
为所述初始模型的轮毂半径，A为预设初始振幅，幅，为相邻两个叶片之间的节距角，t为常数，且t∈[0,1]，n为常数，且n>0。2.根据权利要求1所述的服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，其特征在于，在将所述修正模型的轮毂参数输出之前，以及获得修正模型之后，还包括：根据公式R
z
＝K
z
R
θ
对所述修正模型的轮毂半径在任意叶片的根部前缘位置至根部后缘位置之间的轴向范围内进行修正，并获得细化模型；其中，R
z
为所述细化模型的轮毂半径，K
z
＝sin(Cq
m
)，C为任意叶片的根部轴向弦长，q为常数，且q∈[0,1]，m为常数，且m>0。3.根据权利要求1所述的服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，其特征在于，在获得所述动力学模型之后，且在对所述初始轮毂的半径进行修正之前，还包括：将所述动力学模型导入到CFD软件中，并对所述动力学模型进行仿真。4.根据权利要求1所述的服务器用轴流风扇的轮毂型线优化方法，其特征在于，还包括：根据公式A＝kR
o
确定预设初始振幅；其中，k为常数，且k∈(0％,5％)。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙婷，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：