使用軟體 : Simcenter Flomaster & FLOEFD

隨著資料中心能耗的持續增長，浸沒式冷卻技術正成為實現可持續高性能的關鍵。作為浸沒式冷卻領域的創新領導者，荷蘭 Asperitas 面臨著一個核心挑戰：如何在複雜的高性能浸沒式冷卻系統中，實現精確且經濟高效的流量測量。依託西門子Simcenter先進模擬技術，Asperitas 不僅成功解決了浸沒式冷卻系統中的流量測量難題，還加速了產品開發，實現了更精確、更經濟高效的設計與驗證。

挑戰：傳統流量測量的瓶頸

在浸沒式冷卻這類精密系統中，傳統的流量測量方法存在諸多痛點：

  • 高成本與強侵入性：商用流量感測器通常價格昂貴、體積龐大，且安裝複雜，對封閉系統造成顯著干擾。
  • 漫長且低效的物理測試：傳統感測器物理測試週期長達數周，嚴重拖延產品開發進程。
  • 技術複雜性：精確定義孔口直徑、定位收縮斷面再附著點，以及確保壓力感測器的正確位置和量程，均需極高精度。
  • 模擬驗證難度：針對此類精細場景的模擬驗證本身也增加了額外的複雜性。

解決方案：無縫集成的 Simcenter 一維及三維 CFD 分析

Simcenter FLOEFD：元件級三維計算流體動力學 (CFD) 分析， Asperitas 利用 Simcenter FLOEFD 進行詳細的 3D CFD 分析，精確計算孔口（orifice）的壓降，並推導出關鍵的流量係數。

感測器位置優化 FLOEFD 模型

Simcenter Flomaster：系統級一維 CFD 模擬，Simcenter FLOEFD 匯出的資料隨後被無縫集成至 Simcenter Flomaster，進行全面的1D 系統級模擬。這使得 Asperitas 能夠全面評估整個冷卻系統的性能，包括系統壓力精確計算。

系統壓力計算 Flomaster 模型

  • 間接測量與驗證：該方法通過 CFD 計算壓降，進而精准反算體積流量。這些計算結果與模擬輸入進行比對，量化誤差，並驗證整個間接測量方法的準確性。
  • 優化設計與感測器佈局：該集成平臺支持廣泛的“假設”分析和參數研究，極大地優化了孔口設計和壓力感測器放置，確保了最高的測量精度。

效益：資料驅動的效率飛躍

通過 Simcenter 的強大支持，Asperitas 取得了以下顯著成果：

  • 開發週期大幅縮短：在不到一周的時間內成功運行了 80 多個模擬案例，與傳統物理測試（可能耗時一個多月）相比，效率提升了數倍。
  • 極具成本效益：無需昂貴的硬體原型和物理測試，通過預測壓差產生的流量，實現了最小干擾且成本效益極高的流量測量。
  • 精准決策支援：基於資料驅動的模擬結果，優化感測器選擇與佈局，確保系統驗證的準確性。
  • 全面系統洞察：能夠精確驗證系統的實際能源使用效率（PUE），確保冷卻系統達到最佳性能。

Integration of Simcenter FLOEFD and Sincenter Flomaster gave us a fast, accurate, and scable simulation work empowered us to make data-driven sensor decisions without expensive hardware testing.

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