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VirtualFlow | 液冷行业散热仿真解决方案
发布日期:2026-04-29

积鼎科技 · 通用计算流体力学软件VirtualFlow

液冷时代来了,仿真先行

AI算力爆发,散热压力骤增。数据中心正在经历一场从"风冷"到"液冷"的技术迁移,而这场迁移,需要仿真软件做先行者。

为什么液冷成为必选项?

随着AI、HPC、大数据业务的爆炸式增长,数据中心功耗急剧上升,传统风冷散热已难以为继。与此同时,国家"双碳"目标对PUE提出严格要求,液冷技术凭借其突出优势,正在快速普及。

低能耗 · 高散热

液体导热能力远超空气,可大幅降低数据中心整体能耗

低噪声 · 低TCO

减少风扇使用,全生命周期综合运营成本显著降低

冷板式液冷

关注微通道优化、流阻均匀性,适配高密度芯片散热

浸没式液冷

单相/两相浸没,气泡动力学复杂,两相仿真需求迫切

根据行业报告,液冷模式在数据中心的建设成本约为11818元/kW,但与风冷相比,平均每年可节省电费约183.96万元。

仿真难在哪里?

液冷散热仿真并非"算个流场"这么简单。工程师面临的是多物理场耦合、多相流、复杂几何结构带来的四大核心难题:

难题 01

两相流难题

沸腾/冷凝过程复杂,流型难以预测,传统实验成本高、周期长

难题 02

微通道优化

通道结构千变万化,如何在流阻与散热性能间快速找到最优解?

难题 03

浸没式设计

内部流场与温度场均匀性是关键,死区和短路难以避免

难题 04

系统级热管理

从芯片到机柜到CDU的全链路散热效率,风液混合系统协同难

 

VirtualFlow 如何破解?

积鼎科技自主研发的 VirtualFlow,是一款具备"结构化+非结构化"一体网格与GPU并行架构的多相流CFD仿真软件,专为液冷行业气液相变换热核心问题而生。

成熟的多相流与相变技术体系

 

丰富的多相流模型:具备水平集(Level Set)、流体体积(VOF)、代数滑移模型(Algebraic Slip Model)、均相流模型(Homogeneous)、拉格朗日颗粒追踪等模型方法。

 

先进的相变模型:具备RPI壁面沸腾、热限制相变、直接接触冷凝等专属模型,可模拟液冷相变换热过程。

 

依托软件30年开发验证历史,超2000个工程案例,覆盖气液混合流、泡状流、自由液面流动等。

 

先进的求解器与智能化体系

 

原生GPU求解器:相比于传统CPU求解器,计算效率大幅提升。具备大规模网格支持能力,适配复杂几何场景,满足高精度工业仿真需求。

 

AI赋能:支持大语言驱动AI智能助手,易于上手,大幅提升流程化仿真效率;AI+CFD模块实现优化设计迭代速率百倍提升,流场秒级求解。

 

可扩展架构与UDF支持:开放C++ 高级接口、多类UDF 入口,支持物理模型/工质物性/流程定制,适配行业个性化需求;可实现自定义仿真过程中的各种复杂流场参数和边界条件,如凝结、蒸发、化学反应等。

 

技术痛点精准应对

技术痛点

两相流沸腾冷凝难以精准模拟

VirtualFlow 方案

多相流算法精准模拟相变过程,可视化流型演化

技术痛点

数万种微通道设计无法快速验证

VirtualFlow 方案

参数化建模 + AI算法,自动探索最优流道设计

技术痛点

浸没Tank死区短路设计难优化

VirtualFlow 方案

分析内部流场/温度场,优化进出液口与导流结构

技术痛点

全链路热管理数字化难度高

VirtualFlow 方案

构建芯片→服务器→机柜→CDU全尺度热管理数字孪生

 

三大核心能力

GPU

并行加速求解计算效率提升数倍

AI

智能化赋能设计迭代提速100倍

UDF

开放扩展架构支持高度定制化

适用场景

冷板式液冷、浸没式液冷、单相/相变换热、微通道设计

典型仿真结果展示

以下为 VirtualFlow 在典型液冷场景中的实际仿真输出,涵盖速度场、温度场、压力场、相分布等关键结果。

案例1

微通道单相冷板散热仿真 

单相水冷条件下,冷板最高温度为321K左右。VirtualFlow仿真结果与实验结果相比,在温度分布、最大温度、压力分布等方面基本一致。

案例2

相变冷却散热仿真

案例使用VirtualFlow原生GPU求解器,相较于某商软1GPU/16CPU加速比约等于8,实现高精度两相仿真时间大幅缩短,从“天”级别耗时提升为“小时”级别。

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