在筆記型電腦輕薄化與高功耗趨勢下，散熱系統需要在受限空間內提升有效風量以避免高溫風險，然而風扇轉速提升必伴隨噪音增加。本研究針對此矛盾現象，提出以「遮蔽風扇進風口」作為改善策略，為了探討不同遮蔽方案對散熱與聲學之影響，實驗中設計五組具有不同開孔率的風扇樣品，並在同一筆電系統平台上進行系統量測，涵蓋風扇性能、噪音，以及溫度測試，以探討進風口設計與整機性能之關係。
結果顯示，主觀刺耳感並非由整體聲壓級(dB)主導，而是與高頻能量分佈高度相關。值得注意的是，僅以『開孔率』不足以預測遮罩設計的影響機制。實驗結果證實，即使在開孔率較低的情況下，良好的開孔分佈仍能展現出較佳的性能表現，這代表進氣孔幾何形狀的影響是高於開孔率的影響。不同的開孔分佈主導了入流路徑與均勻性，進而決定了入口損失與風扇的有效流量輸送能力，並影響高頻噪音的形成。綜合風洞、噪音與溫度三種量測數據，研究結果呈現進風口設計應以『開孔分佈』作為優先主導參數，而非單純追求高開孔率，可供未來風扇進風口幾何設計，以及散熱與聲學品質整合最佳化之參考依據。

Driven by the trend toward thinner chassis and higher power consumption in laptops, thermal systems are required to increase effective airflow within confined spaces to prevent overheating risks. However, increasing fan speed is inevitably accompanied by higher noise. To address this trade-off, this study proposes "partial inlet masking" as an improvement strategy. To investigate the effects of different masking designs on thermal and acoustic performance, five fan samples with varying opening ratios were designed. System-level measurements—including fan performance, noise, and temperature tests—were conducted on an identical laptop platform to establish the relationship between inlet design and overall system performance.
The results indicate that subjective harshness is not dominated by the overall sound pressure level (dB).It is highly correlated with the distribution of high-frequency energy. Notably, the "opening ratio" alone proves insufficient to predict the influence of masking designs. Experimental results confirm that even with a lower opening ratio, a well-optimized opening distribution can still achieve superior performance. This indicates that the geometric arrangement of the inlet has a greater impact on performance than the opening ratio itself. Distinct opening distributions govern the inflow path and flow uniformity, which further determine inlet loss and the fan’s effective airflow capability, while also influencing the generation of high-frequency noise. Based on the combined results of wind tunnel, noise, and temperature measurements, this study demonstrates that "opening distribution" should be considered the primary design parameter, rather than simply pursuing a high opening ratio. These research results critical design guidelines for future laptop fan inlet design and the integrated optimization of thermal and acoustic performance.

目錄
致謝	I
摘要	III
第一章	緒論	1
1.1 前言	1
1.2 研究背景	2
1.3 研究動機與目的	3
1.4 文獻回顧	4
第二章	研究理論	6
2.1 熱傳理論	6
2.2 筆記型電腦散熱系統架構	9
2.3 系統阻抗	15
2.4 風扇性能曲線(P-Q Curve)	17
2.5 風扇噪音	18
2.7 響度(Loudness)	19
2.8 尖銳度(Sharpness)	20
2.9 突出率(PR)	20
第三章	研究方法	22
3.1 實驗器材	22
3.2 測試與紀錄軟體介紹	29
3.3 實驗架設	33
3.4 實驗樣本與控制條件	37
第四章	實驗結果	42
4.1 風洞實驗結果	42
4.2 噪音測試結果	45
4.3 溫度測試結果	47
第五章	結論與建議	49
5.1 結論	49
5.2 建議	51
第六章	參考文獻	52

 
圖目錄
圖 1 英業達股份有限公司(Inventec)	2
圖 2 筆記型電腦散熱路徑示意圖	10
圖 3 塗抹散熱膏	10
圖 4 熱管原理[17]	12
圖 5 均溫板原理[18]	13
圖 6 軸流式(右)與離心式(左)風扇	14
圖 7 風扇性能曲線	18
圖 8 熱像儀VarioCAM HD[21]	23
圖 9 熱電偶式溫度計(Thermocouple)	25
圖 10 可攜帶式溫度量測器	26
圖 11 安捷倫接線盒	27
圖 12 安捷倫主機	28
圖 13 風洞機(LW-9014)[22]	28
圖 14 執行FurMark畫面	29
圖 15 設定Prime95介面	30
圖 16 HWiNFO64監控介面	31
圖 17 ArtemiS SUITE[23]	32
圖 18 鍵盤面熱像分布圖	34
圖 19 底殼熱像分布圖	34
圖 20 噪音實驗中麥克風架設位置示意圖	37
圖 21 樣本一 開孔率100%外觀	38
圖 22 樣本二 開孔率80%外觀	38
圖 23 樣本三 開孔率65%外觀	39
圖 24 樣本四 開孔率55%外觀	39
圖 25 樣本五 開孔率45%外觀	40

 
表目錄
表 1 各實驗樣本之開孔率	41
表 2 風洞實驗結果之靜壓	43
表 3 風洞實驗結果之流量	43
表 4 在40dB條件下不同開孔率之測試結果	45
表 5 在42dB條件下不同開孔率之測試結果	46
表 6 系統各測點溫度測試結果(℃)	48

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