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液冷仿真+AI计算,如何做到效率翻倍?

1月前浏览842

如果你做过液冷板设计,下面这个场景一定不陌生:

客户给了一个异形空间,热源分布不规则,要求最高温度不超过65℃,压降小于50kPa。你画了第一版流道——温度超标。改第二版——压降过了。第三版、第四版……终于在第八版勉强达标,但耗时两个月,而且你心里清楚:这远不是最优解。

更让人焦虑的是,2026年液冷渗透率预计将达到76%,液冷散热已经从选配变成了AI算力基础设施的唯一解法。水冷板的需求在井喷,但设计工具呢?大多数工程师还在用手动画流道 + 经验公式 + 反复试错的老三样

有没有一种可能——让软件自己把流道出来?

从帝国理工走出的答案:让物理自己设计

2014年,帝国理工学院博士生Marco Pietropaoli在研究中发现了一个行业普遍存在的盲区:传统热管理系统设计高度依赖工程师的手动迭代和过往经验,但人脑在三维空间中探索最优形状的能力是有限的——人类根本无法真正触达物理极限

他的想法在当时几乎有些反常识那就让物理自己来设计。

Marco在博士期间开发了流体拓扑优化技术,并在2019年与导师Francesco Montomoli教授共同创立了ToffeeX。这家从帝国理工孵化出的硬科技公司,目前已累计融资逾730万美元,投资方包括日本住友集团旗下Presidio Ventures、英国IQ Capital、荷兰Exor Seeds等全球知名机构。

不用画图、不用试错——设定目标,软件自动生成流道

ToffeeX是一款基于云端的物理驱动生成式热设计软件,专门针对水冷板、热交换器、歧管等热流体组件的快速优化设计。

它的使用方式与传统CAD工具完全不同:

你不需要手动绘制任何一条水道。

只需要导入水冷板的外形轮廓,设定热源分布、最高温度约束、压降限制、材料属性、制造工艺等目标,ToffeeX的物理求解器和AI优化算法就会自动生成符合真实物理规律的高性能流道结构。

这就是ToffeeX所定义的物理驱动 + 生成式AI” 的技术路径——让算法在物理规律的约束下,自动探索出人类工程师难以通过经验触及的设计空间。

更重要的是:不改变制造方式,只改变设计方式

ToffeeX支持多种制造工艺的约束嵌入——冲压、CNC加工、化学蚀刻、3D打印均可无缝适配。也就是说,你现有的生产线不用做任何调整,但设计方式发生了质的变化。

此外,ToffeeX还推出了与Ansys Discovery的深度集成插件,用户可以在Ansys环境中直接调用ToffeeX的生成式设计能力,实现从概念设计到高精度流体仿真的一体化工作流


40%性能提升,用数据说话

好的技术最终要落在数据上。以下是ToffeeX的两个典型应用案例:

案例一:散热器流道拓扑优化

在同等制造工艺和边界条件下,将常规3D打印水冷板与经ToffeeX拓扑优化的流道方案进行对比:


结果:经ToffeeX优化的流道方案,实现了40%的散热性能提升。

案例二:电机水冷散热流道优化

在新能源汽车电机水冷场景中,传统液冷方案与ToffeeX生成的流道方案对比:

传统液冷方案     ToffeeX流道优化

ToffeeX方案实现了三个关键目标:降低泵送损耗、优化冷却效果确保均温性、延长电机连续运行时间。

来源:做个热设计
Marc碰撞化学拓扑优化光学汽车新能源电机材料热设计ANSYS
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首次发布时间:2026-07-08
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做个热设计
本科 | 热设计工程师 公粽号:做个热设计
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