Моделирование охлаждения CFD для дата-центров
24IT блог --- Моделирование охлаждения CFD для дата-центров
Центры обработки данных (дата-центры) - это помещения, в которых размещены компьютерные серверы, системы хранения данных и телекоммуникационное оборудование. Чтобы обеспечить надежную работу этих компьютерных систем, они должны быть достаточно охлаждены: необходимо соблюдать требования к воздушному потоку каждой серверной стойки, чтобы поддерживать температуру воздуха на входе в стойку в допустимых пределах.
Одной из интересных технологий, используемых в некоторых дата-центрах, является термическое моделирование с использованием Computational Fluid Dynamics (CFD) - инструмент для анализа эффективности охлаждения в стойках и проходах. 3D-визуализация дата-центра может сэкономить операторам большие суммы денег, указав области, где холодный воздух не достигает оборудования или смешивается с горячим воздухом.
Распределение потока воздуха и температуры на входе в стойку контролируются сложными процессами конвекции и зависят от большого числа параметров.
Стоимость электроэнергии, затраченной на охлаждение, может достигать 40 процентов от общего потребления энергии дата-центром. С помощью анализа CFD можно легко оптимизировать системы охлаждения и значительно сэкономить. При выборе центра обработки данных, отказоустойчивость оборудования (на которую влияет в том числе и охлаждение) является важнейшим фактором. Другие факторы, которые влияют на выбор дата-центров можно посмотреть здесь.
Вычислительное моделирование CFD может быть использовано для быстрой настройки любого макета помещения. «Вычислительный» процесс основывается на способе проб и ошибок, и является предпочтительным по двум причинам:
Во-первых, выполнение симуляции происходит намного быстрее и экономичнее, чем создание фактического макета.
Во-вторых, смоделированный результат обеспечивает не только демонстрацию распределения скорости потока через перфорированные плитки и вычисление температуры на входе в стойку, но также показывает динамику движения, давления и температуры воздуха, и, тем самым, объясняет физические процессы, лежащие в основе результатов. Это понимание полезно для проектировщика, чтобы моделировать дата-центр в оптимальном направлении.
Первый уровень обеспечивает базовую модель CFD, которая показывает поток подачи и возврата воздуха в помещении дата-центра и анализирует фактический расход воздуха, мощности в стойке и изменения температуры.
Второй уровень представляет собой модель CFD с откалиброванным центром обработки данных, основанным на анализе отказа CRAC и анализе сценариев для развертывания различной инфраструктуры серверов.
План этажа САПР
Электрическая инфраструктурная термография (инфракрасная термообработка)
Трассировка цепи распределения электроэнергии
Анализ качества электроэнергии
Конфигурацию службы CFD можно разделить на два уровня:
Точность модели CFD для дата-центров зависит от фактической нагрузки распределительных щитов питания на уровне стойки. Также на точность расчета CFD влияют следующие параметры:
CFD также используется для вычисления (или даже прогнозирования) «горячих точек» в помещении, где охлаждение является недостаточным, что позволяет эффективно выбрать месторасположение для нового сервера.
Примером реализации CFD является программный продукт от TileFlow, который создает компьютерную модель дата-центра и использует методику вычисления конвекции для расчета карты движения воздушного потока и распределения давления/температуры. Это позволяет выполнить оценку эффективности размещения нового оборудования, изучить сценарии «что, если», упростить монтаж и устранить перегревы в серверах.
