Page 37 - 《应用声学》2020年第2期

第 39 卷 第 2 期 孙宗翰等： 电子器件散热风扇气动噪声管道声学模态截止控制技术 195

扇分别下降 4.1 dB(A)、1.8 dB(A) 和 0.7 dB(A)，而 为探究部分管道安装后噪声整体增大的原因，
8 cm、10 cm 管道下 1 m 处平均总声压级分别增加 分别计算得到进出口加管道后 P 1 、P 3 、P 5 和 P 7 宽
0.7 dB(A) 和 1.6 dB(A)。噪声的指向性上，进风口 频噪声和离散单音噪声分量随管道长度的变化，
安装管道将原先略微不对称的声场分布 “拉回” 对 如图 9 和图 10 所示，纵坐标为各工况声压级减去
称，而出风口安装管道反而加剧了噪声的不对称指 原型风扇声压级的相对值。管道安装在进风口时，
向性。特别的，进风口安装管道P 3 和P 5 噪声受到抑 宽频噪声在 2 cm 管道下 4 测点平均总声压级减小
制，出风口安装管道 P 1 、P 3 、P 5 和 P 7 均保持较高的 0.6 dB(A)，随后逐渐增大。在10 cm管道下4测点平
噪声水平。 均总声压级增大2.5 dB(A)，P 7 最大增大3.1 dB(A)，
相比原型风扇宽频能量增加将近一倍。结果表明，
进口安装较长管道时会使散热风扇进气条件恶化，
风扇进气湍流脉动加剧。离散单音噪声在 2 cm 管
道下4测点平均总声压级减小 7.3 dB(A)，随后随短
管长度增加，减小的幅度逐渐降低，而在10 cm管道

下，测点 P 1 、P 7 相比原型的声压级增大 2.8 dB(A)
和 1.5 dB(A)，P 3 、P 5 相比原型减小 2.6 dB(A) 和
1.8 dB(A)，而4 测点平均总声压级相比原型风扇变
(a) ᮳੡߷ᜉኮ᥋ 化不明显。值得关注的是，进口加装管道风扇出风
1.0
1BPF, m/֒ n/ 口 P 1 、P 7 和进风口 P 3 、P 5 噪声变化呈两种不同趋
2BPF, m/֒ n/
0.8 3BPF, m/֒ n/ 势，这与图8的分析结果一致。管道安装在出风口时
如图10所示，宽频噪声变化较小，10 cm 管道下4 测
0.6
e ↼jωt֓k x x↽ 0.4 点平均总声压级增大 0.4 dB(A)；离散单音噪声除
P 3 以外总体比原型风扇声压级增大，但变化规律不
明显，推测是安装出口管道放大了风扇的某种不对
0.2
称结构如风扇电源线与风扇转子的干涉效应，导致
0 特定方向上离散单音噪声的增大。基于上述分析，
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
ኮ᥋᫂ए/m 进口安装 2 cm 管道的降噪效果应来源于管道的模
(b) വগᛰѓ
态截止作用，2 cm 管道不仅有效抑制噪声传播，其
图 7 管道内的噪声模态衰减 在结构紧凑的路由器机柜中也便于安装，具有较强
Fig. 7 Noise mode attenuation in duct 的实用性。
SPL: dB(A) 78 P  SPL: dB(A) 80 P 
76 78
P  P  P  76 P 
74
74
72
72
70
70
68 0° 68 0°
P  P 

P 
P  P 
P 
P 
P 
Ԕی 2 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm
(a) ᤉ᮳԰ (b) ѣ᮳԰
图 8 安装管道的总声压级极坐标图
Fig. 8 Polar diagram of the total SPL with duct