[建模]-風扇建模

系統模擬有一個好處是，我們可以直接堆完擺件然後以此做為流阻，去找風扇操作點，以此作為依據，從而得到溫度的結果，避開設定流量邊界的困擾。當然如果能直接設定流量是又快又省事，但是這是在東西做出來之後才有辦法透過實驗量測，在東西出來以前，你又想要有參考基準，這會是卡死的迴圈。
此外，直接給定流量邊界的另一個限制在於，他是均勻的邊界輸入，如果想要表現出不均勻的風扇出風，這點也是無能為力的。

有關風扇的基本概念可以參考這篇: 風機概述

根據風機的操作方式我們可以把風扇特徵化為，幾何，PQ curve，和轉速三個主要參數。其中幾何相對單純，基本上就是外型尺寸與hub尺寸兩個參數，剩下兩個比較麻煩一點。

PQ curve是一條描述壓力與流量關係的曲線，一般可以在datasheet中找到。
我們可以將這個曲線輸入系統模型，用模擬來去抓風扇的操作點。

但是實際上會遇到一個問題 - PQ curve常常是非線性的，更要命的，有反曲點。
實際上在1的區域，風扇會劇烈震動，而體現在數值分析上就很容易發散，也因此，一般風扇都會設計讓工作區間在2，來保證他是單調遞增或是遞減。
如果我們很如實的datasheet寫什麼我就畫什麼的話，那麼當解搜尋到1附近的時候，很可能就會抖動抖一抖就噴掉了。

於是，我們可以引入一個假設，也就是我預先知道解一定是在2的區間，那麼在這之前的部分我可以不那麼如實的去畫他，把它簡化成一條單調遞減的曲線。

那麼現在就有兩種選擇了，A和B，乍看之下好像沒什麼差別，因為後段都一樣，但是實際上A比B好一些。因為當解在區域1的時候，B過於水平，可能導致解在搜尋的時候因為斜率過低，速度極為緩慢或甚至是不動。透過稍微技巧性地處理，可以避開這件事。

同時記得我們做過的假設，反過來也代表，如果最後結果落在1的區域，我們仍然可以計算出一個結果，不會發散，但是這個解不具有意義，因為那是我亂畫的，重點是我們可以得知這不是一個合格的設計。

在不那麼講究的狀況下，我們假設風扇垂直出風，因此轉速預設為0也是可以求解的。但是如果我們講究點，風扇出風不會是理想的集中出風，總是會往周遭開掉一些。swirl model就是進來修正切線速度讓出風帶有旋轉的感覺的。

不帶切線速度影響的風扇，看起來出風理想且集中，而經過切線速度修正的風很明顯是開掉的，當然，理論上比較接近實際狀況。

在Icepak提供兩種修正方式，指定強度或是指定轉速，預設為0，也就是忽略這部分

，其中S 為Swirl Magnitude

，其中RPM是額定轉速

另外，Icepak的風扇模組可以透過指定操作轉速來對PQ curve來進行修正。

理由是，通常我們拿到來自廠商的PQ curve只會是100% duty的測量曲線，不一定符合你使用的狀況，方法就是透過風機定律對原始曲線進行縮放。

，其中 p=壓力，N=轉速，Q=流量