成功案例丨设计赋能高效制冷：Magnoric 借助尖端仿真技术优化磁制冷系统

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Altair 强大的解决方案帮助我们团队以无与伦比的速度与精度，探索复杂的设计权衡问题。我们能够快速仿真复杂几何结构的多物理场模型，并自信地评估间隔层厚度对性能与耐久性的影响。该解决方案不仅优化了我们的建模方法，更为研发更可靠、更高效的 AMR 系统指明了清晰方向。

—— Magnoric 首席运营官

Rémi Dubois

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关于客户

Magnoric 是总部位于法国的磁制冷技术先行者，其创新系统基于主动磁热回热器（AMRs）构建，为传统气体压缩制冷提供了可持续的固态替代方案。该公司利用磁热材料与传热流体，研发出高效节能且环境友好的制冷解决方案，旨在革新从食品保鲜到气候控制等多个行业领域。凭借对精密工程与创新技术的坚定追求，Magnoric 持续提升其尖端制冷技术的性能与耐久性。

面临的挑战

Magnoric 的 AMR 系统内置精密冷却通道，通道内装有多层磁热板，板片之间由间隔层分隔。间隔层虽能防止板片发生机械卡滞，但也会干扰流体流动，且显著增加压降 —— 这不仅会提高泵送功率需求，还会降低系统整体效率。为优化设计，团队需重点考量间隔层的规格参数：较薄的间隔层可最大限度减少压降，但机械强度不足，易产生碎屑堵塞流道；较厚的间隔层强度更高，却会增加死体积，对传热性能造成负面影响。

间隔层的优化工作引出了两个关键工程问题：

• 实际 AMR 系统中的压力损失，与理想化通道模型预测的结果存在多大差异？
• 何种间隔层厚度能在结构耐久性与液压效率之间实现最佳平衡？

为找到答案，Magnoric 需要一套先进的仿真与测量解决方案，能够精准捕捉复杂 AMR 几何结构中的流动特性、压降及热传递过程。

Altair解决方案

Magnoric 采用了 Altair® SimLab® 先进的热仿真、计算流体动力学（CFD）及电磁（EM）仿真解决方案，该方案专为处理多物理场建模与复杂几何结构设计。项目团队未对每个设计迭代版本进行实物制作与测试，而是构建了 AMR 系统的虚拟模型，聚焦于由单个间隔层分隔的简化双块结构。该模型真实还原了实际运行工况，包括流体在 44 条超薄通道中的流动状态，以及连续模块间的预设错位情况。

借助 Altair 的仿真环境，团队通过针对性的假设分析，快速探索了 0.3 毫米至 0.6 毫米范围内的间隔层厚度变化。工程师选用水作为工作流体，以贴合实际应用场景，尤其能精准反映压降与泵送功率需求相关特性。

上图：借助 Altair® SimLab® 进行的完整磁系统仿真

下图：扩压器内部的流体流动仿真

仿真结果提供了清晰的洞察：0.3 毫米厚的间隔层虽能带来略微更优的效率，但存在显著的机械不稳定性风险；相比之下，0.6 毫米厚的间隔层具备更高的结构强度，且几乎不会产生额外的液压损耗。通过内部开展这些研究，Magnoric 成功验证了物理模型的有效性，优化了设计参数，并选定了既能保证可靠液压性能，又能实现长期结构耐久性的配置方案。

项目成果

借助 SimLab 的热仿真、CFD 及 EM 解决方案，Magnoric 团队无需依赖成本高昂的试错式原型制作，便能开展深入分析并做出有充分依据的设计决策。仿真结果证实，0.6 毫米厚的间隔层在液压效率与机械强度之间实现了最优平衡。这一发现为该公司的市场化战略奠定了基础：研发更坚固耐用的 AMR 系统设计，同时降低流道堵塞与长期性能衰减的风险。

除技术层面的成果外，该项目还让 Magnoric 的工程师对系统运行特性有了更深入的理解，并为评估以往难以量化的设计权衡提供了定量依据。团队还建立了经过验证的压力损失校准系数，提升了其仿真模型对未来设计的预测准确性。凭借这些成果，Magnoric 不仅提高了现有设备的可靠性，更为其技术规模化应用奠定了坚实基础，助力打造具备商业可行性的高效节能制冷解决方案。

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