浙江大學研究團隊在電力電子熱管理領(lǐng)域取得重要進展,提出了一種針對電力電子裝置強迫風冷散熱系統(tǒng)的創(chuàng)新性優(yōu)化設(shè)計方法。該研究不僅為高功率密度電力電子設(shè)備(如服務(wù)器電源、逆變器、變頻器等)的可靠運行提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐,也為蓬勃發(fā)展的軟件與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)背后的硬件基礎(chǔ)設(shè)施,注入了新的散熱解決方案與效能提升潛力。
隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能及5G通信等軟件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)的飛速發(fā)展,作為其物理載體的數(shù)據(jù)中心、通信基站及各類邊緣計算設(shè)備正面臨前所未有的散熱挑戰(zhàn)。這些設(shè)備的核心——電力電子裝置,其功率密度不斷攀升,產(chǎn)生的熱量若不能及時、高效地散去,將直接導致設(shè)備性能下降、可靠性降低乃至故障,嚴重影響軟件服務(wù)的連續(xù)性與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。傳統(tǒng)的風冷散熱設(shè)計往往依賴經(jīng)驗或簡化模型,難以在緊湊空間、復雜氣流與嚴苛溫升限制下實現(xiàn)全局最優(yōu)。
浙江大學學者提出的優(yōu)化設(shè)計方法,其核心在于構(gòu)建了一個高保真的多物理場耦合仿真與智能優(yōu)化算法相結(jié)合的綜合框架。該方法首先通過計算流體動力學(CFD)與熱仿真,精確模擬散熱器結(jié)構(gòu)、風扇特性、風道布局與器件發(fā)熱之間的復雜相互作用。進而,引入先進的優(yōu)化算法(如遺傳算法、響應(yīng)面法等),以系統(tǒng)溫升均勻性、散熱效率、風扇能耗及噪聲等為多目標,對散熱鰭片幾何參數(shù)、風扇配置策略、風道走向等關(guān)鍵變量進行自動尋優(yōu)。相比傳統(tǒng)試錯法,該方法能在設(shè)計初期快速探索海量設(shè)計空間,精準定位性能瓶頸,從而生成在給定約束下綜合性能最優(yōu)的散熱系統(tǒng)方案。
該方法的提出具有多重重要意義:
此優(yōu)化設(shè)計方法可與數(shù)字孿生、人工智能預測性維護等技術(shù)深度融合。例如,為軟件定義的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建實時的“熱管理數(shù)字孿生體”,根據(jù)實際負載動態(tài)調(diào)整冷卻策略;或利用運行數(shù)據(jù)持續(xù)優(yōu)化模型,實現(xiàn)散熱系統(tǒng)的自適應(yīng)與智能化。
總而言之,浙江大學學者的這項研究成果,架起了一座從電力電子硬件散熱創(chuàng)新通往更高效、更可靠軟件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)的橋梁。它標志著我國在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施熱管理領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力的提升,將為數(shù)字經(jīng)濟時代底層硬件的穩(wěn)定、綠色、高效運行提供重要的方法論與工具支撐。
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更新時間:2026-01-07 19:24:12