新基建案例说 | 中国信通院数字化仿真分析平台：助力数据中心产品数字化设计
作为“数字经济的基础设施”，数据中心将成为当前经济发展的核心，高可靠性设计是数据中心可持续发展不可缺少的组成部分。新基建时代，越来越多的企业单位运用数字化设计对产品的传统设计和工艺流程进行优化、完善与升级，在提高产品性能和升级产品品质的同时，也使得产品朝着绿色化、轻量化和智能化的方向发展。
中国信息通信研究院（以下简称“中国信通院”）泰尔系统实验室基于有限元方法及结构力学理论，在与大量实验数据对比的基础上，形成了数字化仿真分析平台。该平台具备标准化和规范化的测试能力，可以准确、高效地解决复杂工程问题。分析能力包括：模态分析、频率响应分析、线性静力分析、非线性静力分析、反应谱分析、非线性时程分析和设计优化等。
一、平台应用
仿真是利用数字化手段对真实物理世界的模拟，在计算机中透视真实世界的各种现象，这种透视在物理世界往往成本高、难度大甚至做不到。仿真技术应用比较集中在两个方面：
（1）解决大型试验设施能力不足问题，减少试验投资，缩短研制周期。例如，实现大尺寸、大质量类型的微模块数据中心设备和集装箱数据中心设备从结构设计到试验验证及结构优化的全面数字化。
图1 微模块结构分析
图2 集装箱结构分析
（2）考虑核心零部件或整机，进行产品再设计。在概念设计之后，建立虚拟样机，利用仿真手段进行大量的循环迭代，对各种可能的工况和参数进行模拟，获得确认后在进行详细设计、物理样机试验和产品投产。该环节需考虑以下参数：
负载情况
约束条件
性能指标
二、平台工作流程
仿真的工作流程如下，首先是结构验证，根据指标参数和边界条件进行分析计算，在计算结果的基础上，进行创新优化，包括拓扑优化、参数优化和创新设计等。优化结果满足指标要求时，就可以进入产品的制造环节。在制造样机后，进行物理试验，验证结构设计。
图3 平台工作流程
近年来，该平台很好地协助完成了相关重点科研项目，参与了中国移动设计院双层双联微模方、层级微模方、箱级微模方和排级微模方等4个项目的设计、研制、优化及试验验证工作，综合评估预制化拼装结构。2020年呼和浩特数据中心采取仓储式机房结合微模方新技术开展大规模试点应用，设备在工厂生产，根据需求现场组装，节省施工周期，避免投资浪费。仿真技术的应用促使试点机房快速落地，给新一代绿色节能数据中心的发展奠定有力基础，助力5G发展。
中国信通院泰尔系统实验室近年来为华为、中兴、维谛、易事特等多个客户提供了箱级数据中心和微模块数据中心的结构力学性能评估方案及数字设计优化建议，给客户提升了产品竞争力。希望通过我们的努力，能够和广大企业一起提高数据中心产品的可靠性，共同服务新基建发展建设！
相关业务联系人
张诚 杜文嫚
中国信通院泰尔系统试验室
联系方式：18811597717（微信同号）
13730206768
中国信息通信研究院（简称“中国信通院”）作为工业和信息化部直属科研事业单位，在新基建所涉及的5G、人工智能、工业互联网、物联网、数据中心、信息网络等诸多领域拥有长期的研究和丰厚的积淀，在其重大战略、规划、政策、标准和测试认证等方面，为我国信息通信产业的发展提供了有力支撑。为响应国家加快新型基础设施建设的号召，中国信通院聚焦新基建发展中的核心关键问题，依托网络及信息安全、基础设施及产业数据两大优势，聚焦5G、工业互联网、数据中心、新型技术四大核心领域，深耕交通、医疗、金融、能源等融合领域，强化规划咨询、标准研制、试验平台、认证服务、检测评测、应用示范等服务，构建形成了“2441”新基建全业务链综合服务体系。
更多新基建产品，请查看中国信通院《新基建产品手册（2020年9月版）》！
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校 审 | 陈 力、 珊 珊
编 辑 | 凌 霄
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