小型轴流风扇作为当前很多电子元器件的主要散热通风设备,其性能的好坏直接决定了电子设备运行状况。本文以小型轴流风扇作为研究对象,用数值模拟方法研究了支撑架的形状、支撑架的数量、支撑架的倾斜角度以及支撑架直径对小型轴流风扇性能的影响,分析了风扇的静特性、气动噪声和内部流动特性;设计了以静压和噪声为优化目标的响应面优化方案,优化出一种最优小型轴流风扇,并进行静特性测试实验和速度场热线测量实验。论文的主要内容和取得的成果如下:(1)以小型轴流风扇作为研究对象,运用UG的逆向工程建立风扇几何模型,对小型轴流风扇的支撑架进行测绘,设计支撑架并将支撑架与风扇模型装配;简述了本文中采用的数值模拟方法。(2)设计了方形支撑架风扇和圆形支撑架风扇,数值模拟分析了它们的静特性、气动噪声和内部流动特性。研究结果表明:相比于无支撑架风扇,位于风扇下游的支撑架对气体具有明显的阻塞作用,使风扇的静压升和效率降低,但支撑架和叶片的非定常相互作用使噪声有所降低。圆形支撑架风扇较方形支撑架风扇对气体的绕流作用更强,圆形支撑架与叶片的相互作用较小,且叶尖泄露流较少,能量损失降低,静压升和效率更高。(3)设计了不同支撑架数量和支撑架倾斜角度的小型轴流风扇,分析了其静特性、气动噪声和内部流动特性。研究结果表明:小型轴流风扇的支撑架数量与叶片数量相等时风扇噪声较低;倾斜支撑架风扇的噪声较径向位置支撑架风扇降低,支撑架逆旋转方向倾斜60°风扇的降噪效果最好。(4)以支撑架的数量、直径、倾斜角度为优化变量,以风扇的静压和噪声为优化目标建立多目标优化函数,采用熵权法确定优化目标权重,设计响应面试验优化方案,优化得到最优小型轴流风扇。根据优化结果对原型风扇和优化风扇进行数值模拟分析验证,对比原型风扇和优化风扇的静特性、气动噪声和内部流动特性。对无支撑架风扇进行静特性实验,并且对原型风扇进行热线探针实验。研究结果表明:优化模型的静特性较原型风扇提高,噪声降低,内部流动性能改善;静特性实验和数值模拟的结果基本一致,验证了数值模拟的可靠性。通过热线探针实验获得了风扇下游气体的速度和湍流强度分布。