(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210756199.5 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十四研究 所 地址 210039 江苏省南京市雨 花台区国睿 路8号 (72)发明人 侯德高　胡长明　钱吉裕　张轶群　 王锐　 (74)专利代理 机构 南京知识律师事务所 32 207 专利代理师 刘丰　高娇阳 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 111/18(2020.01)G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的液冷冷板模型构建方 法 (57)摘要 本发明涉及一种基于数字孪生的液冷冷板 模型构建方法， 包括如下步骤： 步骤一， 三维CFD 仿真模型生成： 步骤二， 数字孪生模型训练数据 生成： 步骤三， 数字孪生降阶模型生成： 步骤四， 降阶模型部署： 步骤五， 降阶模型测试与应用。 通 过建立液冷冷板数字孪生模型， 将传统三维CFD 仿真模型降阶为高保真的一维数学模型(ROM)， 通过对数字孪生ROM模 型开展多工况分析评估冷 板散热性能， 可极大缩短设计迭代时间， 并通过 建立物理冷板与降阶ROM模型的实时映射， 修正 冷板数字孪生模 型， 提高精度的同时极大缩短设 计周期。 此外， 在热测试环节， 无法直观 看到的内 部流动特征亦可通过液冷冷板数字孪生模型仿 真实现可视化。 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 CN 115048743 A 2022.09.13 CN 115048743 A 1.一种基于数字 孪生的液冷 冷板模型构建方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 步骤一， 三维CFD仿真模型生成： 通过仿真软件开展三维CFD仿真模型的搭建； 步骤二， 数字孪生模型训练数据生成： 通过CFD仿真模型生成多工况输入条件下的计算 结果作为数字 孪生降阶模型的训练数据； 步骤三， 数字孪生降阶模型生成： 对处理过的输入与输出训练数据进行数据压缩， 并验 证压缩后数据结果精度， 然后通过仿真模型降阶算法建立输入激励和输出响应之 间的降阶 模型； 步骤四， 降阶模型部署： 基于数字孪生体模型所运行平台的软件接口要求， 生成可实时 响应的可 执行程序代码； 步骤五， 降阶模型测试与应用： 数字孪生平台软件实时调用数据采集传感器的输入数 据并以实测输入数据驱动可执行程序代码进行计算与结果输出， 从而使三维CFD仿真降阶 为一维数学模型计算。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤一 中， 三维CFD仿真模型生成主要包括冷板模型简化、 网格划分、 边界条件输入和 计算结果输 出， 其中， 边界条件包括冷板入口流量、 温度、 冷板出口压力和冷板热耗， 计算结果输出包括 温度云图、 入口压力和出口温度。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤一 中， 采用流体或热设计仿真软件开展CFD仿真模型的搭建， 如Fluent、 FL oEFD或Fl otherm。 4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤二 中， 采用ANSYS  Workbench中拉丁超立方方法获得液冷冷板的多个计算工况， 在Fluent中计 算得到对应各工况 下的结果bi n文件， 作为冷板降阶模型的训练数据。 5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤三 中， 采用矩阵分解 技术对处理过的输入与输出训练数据进行 数据压缩。 6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤三 中， 采用Eluer或龙格 ‑库塔数值计算方法建立激励与输出响应之间的降阶模型， 最后需验 证降阶模型计算结果的精度。 7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 其特征在于： 步骤四 中， 包括降阶模型导入、 TW IN文件生成、 S DK文件生成和S DK文件部署。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115048743 A 2一种基于数字孪生的液冷 冷板模型构建 方法 技术领域 [0001]本发明涉及液冷冷板领域， 尤其涉及一种基于数字孪生的液冷冷板模型构建方 法。 背景技术 [0002]液冷冷板广 泛应用于电子设备散热中， 冷板外部提供特定流量、 温度、 压力的冷却 介质， 通过冷板内部对流换热及热传导， 将电子设备发热量传递至 冷却介质中， 从而保证电 子设备或器件长期 工作在适宜的温度范围内以保证器件长期可靠性及寿命。 液冷冷板的设 计包括流体特性分析， 热传导分析及流固耦合分析， 多通过流体或热设计软件仿真开展设 计。 设计过程中通过反复迭代多工况输入条件下的结果响应， 评估散热性能， 最终确定冷板 设计参数。 通过开展热电联合仿真， 软件试错迭代， 释放设计风险， 但必然对仿真精度提出 了很高的要求， 进 而导致仿真效率的降低。 发明内容 [0003]为解决现有的技术问题， 本发明提供了一种基于数字孪生的液冷冷板模型构建方 法。 [0004]本发明的具体内容如下： 一种基于数字孪生的液冷冷板模型构建方法， 包括如下 步骤： [0005]步骤一， 三维CFD仿真模型生成： 通过仿真软件开展三维CFD仿真模型的搭建； [0006]步骤二， 数字孪生模型训练数据生成： 通过CFD仿真模型生成多工况输入条件下的 计算结果作为数字 孪生降阶模型的训练数据； [0007]步骤三， 数字孪生降阶模型生成： 对处理过的输入与输出训练数据进行数据压缩， 并验证压缩后数据结果精度， 然后通过仿 真模型降阶算法建立输入激励和输出响应之 间的 降阶模型； [0008]步骤四， 降阶模型部署： 基于数字孪生体模型所运行平台的软件接口要求， 生成可 实时响应的可 执行程序代码； [0009]步骤五， 降阶模型测试与应用： 数字孪生平台软件实时调用数据采集传感器 的输 入数据并以实测输入数据驱动可执行程序代码进行计算与结果输出， 从而使三维CFD仿真 降阶为一维数学模型计算。 [0010]进一步的， 步骤一中， 三维CFD仿真模型生成主要包括冷板模型简化、 网格划分、 边 界条件输入和计算结果输出， 其中， 边界条件包括冷板入口流量、 温度、 冷板出口压力和冷 板热耗， 计算结果输出包括温度云图、 入口压力和出口温度。 [0011]进一步的， 步骤一中， 采用流体或热设计仿真软件开展CFD仿真模型的搭建， 如 Fluent、 FL oEFD或Fl otherm。 [0012]进一步的， 步骤二中， 采用ANSYS  Workbench中拉丁超立方方法获得液冷冷板的多 个计算工况， 在Flu ent中计算得到对应各工况下的结果bin文件， 作为冷板降阶模 型的训练说　明　书 1/5 页 3 CN 115048743 A 3