数据中心地板送风和IT设备机柜散热的CFD模拟方法总结和比较.pdf

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1、2014年第8期(总第42卷第282期)建筑节能■暖通与牢调数据中心地板送风和IT设备机柜散热的CFD模拟方法总结和比较张量，许鹏(同济大学机械与能源工程学院，上海201804)摘要：数据机房的气流组织和温度场可以为评价数据机房热工环境和数据机房节能改造提供有力的依据。目前，运用CFD模拟数据机房气流组织是常用的分析方法，提高CFD在数据机房气流组织模拟精度至关重要。在CFD建模的环节中，对于地板送风的模拟直接关系到垂直方向送风初速度和速度梯度变化；而IT设备机柜散热的模型建立，关系到热量的分布和散热，这两个问题是影响模拟精度的关键因素；总结了目前常用的几种数据机房地板送风和IT设备散热的模

2、拟方法，与实测数据进行对比，比较不同建模方式的优势与缺点。关键词：数据机房；地板送风；CFD模拟中图分类号：TU83l-3文献标志码：A文章编号：1673—7237(2014)08—0038—05CFDModeIEstablishmentofUnder—floorAirDistributionandITEquipmentHeatDissipationofDataCenterZHANGLiang,XU&ng(SchoolofMechanicalandEnergyEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Airdistr

3、ibutionandtemperaturefieldindatacenterarekeyfactorsinthermalenvironmentevaluationandenergyconservationtransformation．Atpresent，Computationa!FluidDynamicsisacommontooltoanalyzeairdistributionandteroperaturefieldindatacenter．It’Sessentialtoimproveitsaccuracythroughimproyingthemodelestablishmentofkeyp

4、artsofadatacenter：under-floorairdistributionandITequipmentheatdissipation．Severalcommonmethodsofmodelestablishmentoftwokeyfactorsares[~mlp,~a-rizedandcompared．ConclusionsareusefultodesignerstochoosethesuitablemethodofestablishingCFDphysicalmode1．Keywords：datacenter；under—floorairdistribution；CFD0引言

5、为例，大型数据中心电力成本占日常运营成本的50％数据中心拥有大量计算机设备、服务器设备、网以上。络设备及存储设备等关键设备。为实现这些关键设备因此，数据中心在今后的发展中，能耗问题将受的安全稳定运行，除了不间断电力供给之外，还需要到越来越多的重视，数据中心空调系统的设计与改造辅助系统(如空调系统、照明系统及安全监控系统等)也变得尤为重要。在设计与改造之前，工程师需要选的支持。数据中心散热设备多、散热量大、设备运行时择最佳的方案，然而CFD模拟技术的发展使得这个间长及设备对环境温度有较严格的要求等特点决定过程变得简单，只要通过建立合理的物理模型和网格了数据中心的能耗量相当可观。美国劳伦斯伯克利

6、国进行计算，就可以迅速判断出不同方案的结果，节约家实验室(NBNL)2003年的测试研究表明，一般的商了时问成本和机会成本。可以说，CFD模拟技术的发业建筑能耗为50～ll0W／m，而数据中心的能耗为展使得研究气流组织和热环境的问题更加简单快速。120~940W／m。随着数据中心建设的蓬勃发展，其能因此，CFD模拟的精度很大程度上影响了数据耗需求越来越高，而且增长速度远高于其他领域，运机房设计和改造的结论。建模的方式，包括边界条件营商每年在用电成本上的花费越来越高，以国内机房的设置、开孔地板的设置、机柜散热模型的建立等，收稿日期：2014—03．13；修回日期：2014—0404都直接影响到

7、模拟的正确性。提高数据机房的CFD张量，等：数据中心地板送风和IT设备机柜散热的CFD模拟方法总结和比较模拟精度直接影响到数据机房布局设计和空调选型房空调送风的送风量和送风温度，CFD软件会根据架的结果。空地板下方的几何物理条件，自动分配风量到各个开目前，大多数数据中心都是下送上回的气流组织孔地板，再根据开孔地板的开孔率和阻力系数决定送形式，所以本文研究的对象是下送上回地板送风的情出地板的空气的温度和速度[”