Page 39 - 《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 197

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ኮ᥋/2 cm ኮ᥋/2 cm ኮ᥋/2 cm
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SPL/dB 60 SPL/dB 60 SPL/dB 60
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-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
വগऀ஝ വগऀ஝ വগऀ஝
(a) 1BPF (b) 2BPF (c) 3BPF
图 12 进风口安装管道的进口前三阶 BPF 噪声模态幅值
Fig. 12 Mode amplitude of noise on the inlet side at 1–3BPF with inlet duct

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ኮ᥋/2 cm ኮ᥋/2 cm 70 ኮ᥋/2 cm
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SPL/dB 60 SPL/dB 60 SPL/dB 60
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-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
വগऀ஝ വগऀ஝ വগऀ஝
(a) 1BPF (b) 2BPF (c) 3BPF
图 13 进风口安装管道的出口前三阶 BPF 噪声模态幅值
Fig. 13 Mode amplitude of noise on the outlet side at 1–3BPF with inlet duct

不同模态数的模态波在管道内的衰减并无明显分 谱分析表明噪声窄带谱为离散单音噪声叠加宽频
界，由于管道对零模态无截止作用，零模态变化不受 噪声，且离散单音为主要气动噪声来源。模态测量
控，在进口一阶 BPF 处反而增大 5.6 dB。管道模态 结果显示，进出口主要模态数不完全符合动静干涉
截止效果显著，但与理论分析不完全相符。主要原 公式，推断影响风扇主要噪声源的非定常脉动力来
因分析如下：一是管道的引入改变了进气条件，而经 自进口不均匀和动静干涉的共同作用。
典的管道声学理论并未计及管道内部流动的影响； (2)采用管道模态截止方法，对散热风扇进出口
二是管道可能带来风扇自身模态的变化，例如放大 加装不同长度管道的噪声控制技术进行实验研究，
某种不对称结构在干涉效应中的作用，这部分影响 实现有效降噪。不同位置、不同长度的短管对噪声
仍需要进一步探究。 影响不同。进口加装短管时散热风扇宽频噪声先略
微减小然后开始增大，离散频率噪声先大幅减小，随

4 结论 后减小幅度逐渐变缓直至大于原型风扇。出口安装
短管时宽频噪声变化不大，离散频率噪声在不同测
本文对某型轴流散热风扇的气动噪声特性进 点位置变化不同。本文的实验结果证实，散热风扇
行测量，得到散热风扇的噪声频谱和远场噪声分布 进风口安装 2 cm 管道可以使远场 1 m 处平均总声
特点。利用频谱分析和模态校正方法探究加装不同 压级降低4.1 dB(A)。
长度短管对风扇气动噪声的影响，采用基于管道声 (3)在进风口安装2 cm管道后散热离散单音处
学理论的管道模态截止方法实现了散热风扇降噪。 的模态分析结果显示，风扇进出口前三阶BPF 下的
本文的主要结论如下： 多数周向声模态幅值都受到了抑制，较高阶模态和
(1) 散热风扇远场气动噪声总声压级与转速的 主模态幅值下降明显，进口一阶 BPF 的 −1 模态幅
6 次方呈指数关系，符合典型偶极源噪声的特征，频 值下降 18.4 dB，管道模态截止方法的降噪效果显