电子设备功率越来越大,尺寸越做越紧凑,如何有效散热呢?
显卡领域已经给出了答案:加风扇。
纵然液冷、相变储能、微通道冷却这些高端散热方式在蓬勃发展,但应用最广成本最低的方式依然是风扇。
电脑机箱、汽车以及游戏手机散热,都离不开风扇。实际上即便在应用液冷的场合,最终将热量排放到环境中的,还是风扇。
甚至人体的散热,风扇也是主力。还记得小时候头顶呼呼旋转的吊扇吗?
风扇看似简单,但它是最典型的旋转机械,结构设计大有学问。你看航空发动机最前端的大风扇叶片,是不是极具工业美感?
我们用风扇无论是吹风还是抽风,总是希望风量越大越好。
影响叶片性能的关键参数有弦长、扭转角等,在常规设计流程中,工程师通常根据经验给定参数,出图加工,打样测试。费时费力,成本奇高。
高阶工程师会在加工之前做CFD模拟,对结构做初步优化。仿真的加入虽大大降低了成本,但设计过程依然高度依赖工程师的经验。
更何况风扇研制企业以中小企业为主,往往无力招到顶尖的空气动力学专家。但人工智能的出现,将人们带入了新一轮技术平权时代。
天洑的智能优化设计软件AIPOD就是这样一款技术平权工具,最近刚有一家企业利用其完成了风扇性能大幅优化。很开心,和大家分享。
优化对象是一款风扇灯,近些年兴起的吊扇升级产品,类似下图。
客户希望在相同转速下,通过调整叶片结构将风扇风量增加5%。
具体操作很简单。首先基于CAD软件做风扇的参数化建模,设计变量有天花板距离、叶根弦长、叶顶弦长、叶根角度、叶顶角度等一共7个变量。
建模完成后,再基于输出的几何模型做CFD模拟,输出目标量,即风扇流量。
流程并不复杂,但AIPOD的强大就在于其内置的智能优化算法。
经过连续2天的自动运行,优化得到的结构成功将风扇风量增加了20%。
毫不夸张地说,常规方法花4个月都不一定取得此成果。客户见此情景,高兴地差点跳起来。
更进一步,AIPOD还可进行变量敏感度分析,对影响因素重要性排序。结果显示对风扇灯而言,风扇离天花板的距离是风量的主要影响因素。
若不限制该距离再次优化,结果更是喜人,风扇风量相比最初设计可增加70%。
相信如果冯·卡门在世,也会对此赞不绝口。
欢迎大家到官网下载体验AIPOD,感受技术平权时代的魅力。