臺灣博碩士論文加值系統

本文研究在沙漠氣候地區用系統櫃包裝配電盤，在系統櫃兩側開方形孔加裝風扇形成強制對流，模擬系統櫃之散熱情形並評估整體發熱。本研究使用Ansys軟體來進行系統櫃流體空間散熱的評估，後續使用Design Expert軟體對系統櫃兩側方形孔尺寸進行實驗設計並找出最佳尺寸，主要目的為使繼電器位置的溫度必須小於55°C，以確保其連續工作和長期可靠性。本研究前期使用Solidworks進行繪圖並簡化模型，後續使用Ansys CFX進行模擬分析，搭配Design-Expert軟體對系統櫃入風口尺寸做最佳化設計；根據原始系統櫃模型進行設計改良並提出兩種解決方案，使繼電器位置溫度低於55°C。

In this study, a system cabinet was used to house a power distribution panel in a desert area. Square openings were made on both sides of the system cabinet with fans for forced convection. The heat dissipation of the system cabinet was simulated and the overall heat generation analyzed. The analysis program, Ansys, was introduced to the evaluation of heat dissipation in the fluid space of system cabinet. The size of the square openings on the sides of the system cabinet was experimented using Design Expert as an attempt to determine the optimized size. The purpose was to keep the temperature of where the relays were located below 55°C, ensuring their continuous functioning and long-term reliability.
Solidworks was introduced for plotting and model simplification at the beginning of the study. Later, Ansys CFX was used for simulation analysis, and Design-Expert adopted for the optimized design of the original system cabinet air intake size. The design of the original system cabinet model was improved and two solutions proposed to keep the temperature of where the relays are located below 55°C.

摘要.........i
Abstract.........ii
誌謝.........iii
目 錄.........iv
表目錄.........vi
圖目錄.........vii
第一章 緒論.........1
1-1 前言.........1
1-2 研究背景與目的.........2
1-3 研究流程.........3
第二章 基礎理論.........4
2-1 有限元素法簡介.........4
2-2 流場守恆方程式.........5
2-3 控制體積.........5
2-3-1 壓力項與擴散項的處理.........10
2-3-2數值通量的計算.........11
2-4非交錯網格.........11
第三章 研究過程與規劃.........13
3-1 分析軟體.........13
3-2 分析過程.........15
3-2-1 建立模擬空間.........15
3-3 風洞設計規劃.........21
3-4 模擬分析.........22
3-4-1 原始設計(自然對流).........22
3-4-2 解決方案一(強制對流).........28
3-4-3 解決方案二(強制對流).........32
3-4-4 解決方案二(強制對流)-風扇損壞.........38
3-5 總結.........40
第四章 實驗設計.........41
4-1 實驗設置.........41
4-2 影響變數.........41
4-3 因子及水準.........42
4-4 模擬分析.........43
4-5 Relay位置最高溫度實驗分析結果.........60
4-5-1 變異數分析(ANOVA).........60
4-5-2殘差分析.........63
4-6 最佳化設計.........67
4-7 分析結果比較.........70
第五章 結論與未來展望.........71
5-1 結論.........71
5-2 未來展望.........72
參考文獻.........73
Extended Abstract.........75

[1] 吳國慶, “四0槍榴彈不同材料彈殼藥桶之有限元素分析,” 國立成功大學工程科學系碩士班, 2002.
[2] 張嘉榮, “塑膠彈匣之有限元素分析,” 國立成功大學工程科學系碩士班, 2002.
[3] 陳朝煌, “sb_2 se_3相變型光碟材料之研究及熱傳之有限元素法模擬,” 國立成功大學化學工程研究所, 2002.
[4] 何任凱, “超音波焊頭振動分析與諈佳話設計,” 國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系碩士論文, 2022.
[5] 陳葳, “震盪水柱式波浪發電機之流場分析,” 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2014.
[6] ANSYS, Inc., ANSYS CFX-Solver Theory Guide, 1989.
[7] T. J,Barth . and D. C,Jesperson., "The design and application of upwind schemes on unstructured meshes," AIAA, pp. 89-0366, 1989.
[8] C. M,Rhie. and W. L,Chow., "A numerical study of the turbulent flow past an isolated airfoil with trailing edge separation," AIAA, pp. 89-0998, 1982.
[9] 沈心然, “超音速流通過機翼釋放雙顆MK-82彈體之高度變化數值探討,” 國立虎尾科技大學飛機工程系航空與電子科技碩士班, 雲林縣, 2023.
[10] 林彥廷, “內部流場優化對潔淨風機性能的改善研,” 國立雲林科技大學機械工程系碩士論文, 2019.
[11] 陳志彰, “不同紊流模型對NASA R67葉片性能模擬之影響,” 逢甲大學智能製造與工程管理碩士在職學位學程, 2023.
[12] 湯國蔚, “铣削AISI 6150彈簧鋼之最佳化刀具幾何設計研究,” 國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系碩士班, 2022.
[13] 張豪航, “複合驅動深引伸加工機構之最佳化設計,” 國立虎尾科技大學機械與機電工程碩士班, 2022.
[14] 黃金振, “擺線齒輪齒型之最佳化設計研究,” 國立虎尾科技大學機械設計工程系碩士班, 2019.
[15] 郭聰敏, “微熱動式雙層懸臂樑之尺寸最佳化分析,” 國立成功大學工程科學系, 2022.