技術平權時代,小企業(yè)也能設計出高性能風扇

電子設備功率越來越大,尺寸越做越緊湊,如何有效散熱呢?

顯卡領域已經給出了答案:加風扇。

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縱然液冷、相變儲能、微通道冷卻這些高端散熱方式在蓬勃發(fā)展,但應用最廣成本最低的方式依然是風扇。

電腦機箱、汽車以及游戲手機散熱,都離不開風扇。實際上即便在應用液冷的場合,最終將熱量排放到環(huán)境中的,還是風扇。

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甚至人體的散熱,風扇也是主力。還記得小時候頭頂呼呼旋轉的吊扇嗎?

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風扇看似簡單,但它是最典型的旋轉機械,結構設計大有學問。你看航空發(fā)動機最前端的大風扇葉片,是不是極具工業(yè)美感?

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我們用風扇無論是吹風還是抽風,總是希望風量越大越好。

影響葉片性能的關鍵參數(shù)有弦長、扭轉角等,在常規(guī)設計流程中,工程師通常根據經驗給定參數(shù),出圖加工,打樣測試。費時費力,成本奇高。

高階工程師會在加工之前做CFD模擬,對結構做初步優(yōu)化。仿真的加入雖大大降低了成本,但設計過程依然高度依賴工程師的經驗

更何況風扇研制企業(yè)以中小企業(yè)為主,往往無力招到頂尖的空氣動力學專家。但人工智能的出現(xiàn),將人們帶入了新一輪技術平權時代

天洑的智能優(yōu)化設計軟件AIPOD就是這樣一款技術平權工具,最近剛有一家企業(yè)利用其完成了風扇性能大幅優(yōu)化。很開心,和大家分享。

優(yōu)化對象是一款風扇燈,近些年興起的吊扇升級產品,類似下圖。

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客戶希望在相同轉速下,通過調整葉片結構將風扇風量增加5%。

具體操作很簡單。首先基于CAD軟件做風扇的參數(shù)化建模,設計變量有天花板距離、葉根弦長、葉頂弦長、葉根角度、葉頂角度等一共7個變量

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建模完成后,再基于輸出的幾何模型做CFD模擬,輸出目標量,即風扇流量。

流程并不復雜,但AIPOD的強大就在于其內置的智能優(yōu)化算法。   

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經過連續(xù)2天的自動運行,優(yōu)化得到的結構成功將風扇風量增加了20%

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毫不夸張地說,常規(guī)方法花4個月都不一定取得此成果。客戶見此情景,高興地差點跳起來。

更進一步,AIPOD還可進行變量敏感度分析,對影響因素重要性排序。結果顯示對風扇燈而言,風扇離天花板的距離是風量的主要影響因素。   

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若不限制該距離再次優(yōu)化,結果更是喜人,風扇風量相比最初設計可增加70%

相信如果馮·卡門在世,也會對此贊不絕口。

歡迎大家到天洑官網下載體驗AIPOD,感受技術平權時代的魅力。 


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