基于Airpak的绿色机房模型仿真评价与控制课件.ppt

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1、基于,Airpak,的绿色机房模型仿真评价与控制,吉林大学,概述,机房模型建立及求解,变量说明,3,问题重述与分析,3,1,2,模型假设,模型评价与推广,3,5,4,一,.,问题重述与分析,?,随着人们对高密度计算,多任务计算的需求,越来越多的高性能数据中,心或互联网中心（,DC,IDC,）建成，为了保证机房内设备健康运行,数,据中心制冷系统必须根据机房内热点的温度（室内最高温度）向机房,送配冷气,.,合理地给服务器分配工作任务,能够降低机房内热点的温度,达到节能目的,.,绘制机房冷,热通道的热分布及流场分布,求出室内热点的位置,;,机房热分布数学模型的建立与比较,;,机房实际任务量下的最优任

2、务分配方案求解,;,按照电子信息系统机房设计规范,C,级要求控制机房温度,服务器设计任务量一定条件下,对空调的送风速度或送风温度,的合理控制,.,?,机房内流体为不可压缩牛顿流体,且符合,Boussinesq,假设,;,?,室内流体为粘性流体,流体作定常流动,忽略由流体粘性,力做功所引起的耗散热,;,?,假定流场具有高的紊流,Re,数,流体的紊流粘性各向同性,;,?,不考虑机房外部传热的影响,;,?,将机房近似看作封闭系统,;,?,不考虑机房内其他辅助设备,(,如,PDU,等,),对整个模型影响,;,?,流动为紊态流动,;,?,忽略固体壁面和室内物体表面的热辐射,.,二,.,模型假设,时间,维

3、数,扩散通量,W(t),空调系统的工作负荷,三,.,变量说明,变量,变量说明,各通道的横坐标值,纵坐标值,高度值,通用变量,速度矢量,源项,动量,热源,污染源等引起的源项,为湍流脉动动能的耗散率,各通道主机的横坐标值,纵坐标值,高度值,湍流速度,编号为,的机柜任务分配因子,编号为,的机柜附近处热点温度,编号为,的机柜的发热功率,变量,变量说明,空气动力粘度,取,机房中机柜编号,R,机房内热点处的温度,机柜满负荷工作时发热功率,标定温度法,中的标定温度,距离变量,湍流脉动功能,空气密度,取,1.237,三,.,变量说明,四,.,机房模型建立及求解,问题一,:,绘制机房冷,热通道的热分布及流场分布

4、,求出室内热点的位置,1.,冷,热通道的热分布,热通道,冷通道,问题一,:,绘制机房冷,热通道的热分布及流场分布,求出室内热点的位置,2.,冷,热通道的速度分布,热通道,冷通道,四,.,机房模型建立及求解,问题一,:,绘制机房冷,热通道的热分布及流场分布,求出室内热点的位置,3.,机房内最高温度位置,四,.,机房模型建立及求解,利用,MATLAB,编程可求解室内温度最高位置在通,道,3,（热通道）,处,最高温度,为56.1725,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,1.CFD,分析方法,四,.,机房模型建立及求解,建立模型,（,Build,Model,）,生成网格,（,Generate

5、 Mesh,）,检测结果,（,Examine Results,）,计算求解,（,Calculate Solution,）,Airpak,FLUENT,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,2.,研究对象的物理模型,边界条件,整个计算空间大约,283m,3,考虑到,机房的复杂性,采用混合网格对计算,区域进行离散,即采用变步长的方法,对网格进行划分,对气流速度变化较,快的区域进行不同程度的网格加密,根据题目中所给数据插值来施加周,期边界条件,:,a),送风口和回风口分别设为风速,进口边界和出口边界,;,b),机架设为热通量边界,数值上,取其总发热量与散热表面积之比,;,c),机房的边界设为恒

6、温边界,.,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,3.,网格划分,由于机房内结,构复杂,为了更准,确的反映房内的,气流组织,在划分,网格时对有物体,的地方,如空调,机柜群等处网格,相对其他地方更,细密,.,右图为不同,截面的网格分布,.,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,4.,计算求解,建立数学模型是对所研究的流动问题进行数学描述,连续性方程,动量方程,能量方程都可以写成下列通用控制微分方程的形式,:,连续性方程,:,K,方程,:,方程,:,由于控制方程是非线性的,所以在达到收敛精度之前,需进行迭代求解,.,我们采用的,A

7、irpak,利用有限体积法,把计算区域划分为离散的控制体积网,格,在每个控制体积上积分控制方程,形成计算变量的代数方程,然后进行,迭代求解,.,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,I.,热分布图,按附件数据给定相关参数后得到机房的热分布图,.,冷通道（通道,2,）热分布,热通道（通道,3,）热分布,1,）下图为冷,热通道的热分布图,.,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,I.,热分布图,2,）下图分别为距离空调位置,2.4m,5m,和,7.2m,的截面热分布图,.,距空调,2.4m,截面,:

8、,距空调位置,5m:,距空调位置,7.2m,截面,:,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,I.,热分布图,3,）下图分别为模型的整体热分布立体图和气流图,.,热分布立体图,热分布气流图,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,II.,速度分布图,按附件数据给定相关参数后得到机房的速度分布图,.,冷通道（通道,2,）速度分布,热通道（通道,3,）速度分布,1,）下图为冷,热通道的速度分布图,.,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,II.,速度分布

9、图,2,）图,19,图,20,图,21,分别为距离空调位置,2.4m,5m,和,7.2m,的截面速度分布图,.,距空调,2.4m,截面,:,距空调位置,5m:,距空调位置,7.2m,截面,:,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,II.,速度分布图,3,）图,17,图,18,分别为模型的整体速度分布立体图和气流图,.,速度分布立体图,速度分布气流图,四,.,机房模型建立及求解,问题二,:,机房热分布数学模型的建立与比较,5.,检查结果,III.,结果分析与比较,根据附件,1,绘制的热通道热分布云图可知在高度,Z,一定时,随着距,离空调位置,Y,

10、的增加,温度呈现先增大后减小,然后又增大又减小的双,峰分布,;,在距离空调位置,Y,一定时,随着高度,Z,的增加,温度逐渐增大,然,后逐渐下降的趋势,但减小趋势不明显,.,根据,Airpak,绘制的热通道（也取通道,3,）热分布可知,在高度,Z,一,定时,随着距离空调位置,Y,的增加,温度先增大后减小,然后又增大又减,小的双峰分布,.,在距离空调位置,Y,一定时,随着高度,Z,的增加,温度总体,呈现先增大后减小的趋势,减小趋势也不明显,.,同样比较可知,对于冷通道附件,1,和,Airpak,绘制的图形也吻合,.,通过,Airpak,仿真得出的机房热点温度为56.1833,出现在,Y=,6.46

11、17m,Z=1.8261m,的位置,.,利用,MATLAB,编程可求解室内温度最,高位置在通道,3,（热通道）,Y=6.8382m,Z=2.145m,处,最高温度为,56.1725.,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,1.,基本思路,通过查阅文献可以得知,合理地给服务器分配工作任务,能够降,低机房内热点的温度,达到节能目的,.,其基本思路是对于热点（温度,高）区域附近的服务器需减少工作量,以降低产热,;,热点区域服务器,减少的工作量由冷点（温度低）区域附近服务器承担,使冷点区域的,温度上升,最终使整个机房内温度不会出现明显差异（热点与冷点的,温度差

12、减小）,达到降低机房内热点温度值的目的,.,采,用,方,法,1.,普通方法,2.,智能方法,.,倒数法,.,倒序法,.,标定温度法,平均分配,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,2.,服务器实际任务量为,0.8,的普通平均分配方案,为使服务器的实际任务量为,0.8,可将每个机柜的功率改为原来的,80%,（由第二问,Airpak,仿真建模可知任务量为,1,时的发热功率为,6700W,）,即每个机柜的发热功率为,5360W.,采用此方案时,通过,Airpak,仿真建模可以求出机房的整体热分布立体图和热分布气流图如下,.,普通平均分配方案热分布立体图,普通

13、平均分配方案热分布气流图,此方案下的热点温度为47.5795,机房内平均温度为26.7.,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,I.,方案,1,倒数法,智能分配方案,此方案采用“倒数法”对各机柜的功率重新分配任务量,即编号为,的机柜任务分配因子,的关系式为,:,重新分配后编号为,的机柜的发热功率,),(,n,m,n,m,?,?,?,?,?,?,8,4,1,1,1,n,m,n,m,n,m,n,m,n,m,R,R,?,n,m,n,m,P,P,?,?,?,),(,n,m,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:

14、,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,I.,方案,1,倒数法,智能分配方案,具体做法如下,.,2.,将（,1,）中计算的数据取倒数,得到,;,3.,计算各机柜任务分配因子,即用每个机柜,的温度倒数除以温度倒数总和,;,4.,按上面的各机柜任务分配因子,重新分配各,机柜的发热功率,;,5.,将发热功率,输入到用,Airpak,建立的仿真,模型中,可以求得采用此方案时,机房的整体热,分布立体图和热分布气流图,.,1.,利用,Airpak,求出各机柜热道附近的热点温度,;,此方案的热点温度为44.8839,机房平均温度为27.2.,四,.,机房模

15、型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,II.,方案,2,倒序法,智能分配方案,此方案采用“倒序法”对各机柜的功率重新分配任务量,即,将各机柜附近处热点温度,进行排序,将热点温度最大的机柜赋,予最低的热点温度,而热点温度最低的机柜赋予最高的温度,并,将赋予温度,与,比作为各机柜任务分配因子,即,则重新分配后编号为,的机柜的发热功率,的计算公式,为,n,m,R,n,m,R,?,?,?,?,8,4,1,n,m,n,m,n,m,R,n,m,?,?,?,?,?,?,8,4,1,n,m,n,m,n,m,n,m,n,m,R,R,?

16、,),(,n,m,n,m,P,n,m,n,m,P,P,?,?,?,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,II.,方案,2,倒序法,智能分配方案,参照方案,1,的计算步骤我们可以得,出各机柜任务分配因子,和各机柜发,热功率,将发热功率,输入到用,Airpak,建立的仿真模型中,可以求得采用此方,案时,机房的整体热分布立体图和热分,布气流图,(,如右图所示,).,四,.,机房模型建立及求解,此方案下的热点温度为46.2828,机房内平均温度为27.1.,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3

17、.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,III.,方案,3,标定温度法,智能分配方案,此方案采用,标定温度法,对各机柜的功率重新分配任务量,即,考虑标定温度,T,与各机柜附近处热点温度,差值,具体来讲各机,柜任务分配因子,公式为,则重新分配后编号为,的机柜的发热功率,的计算公式为,对于标定温度,我们给定,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,3.,服务器实际任务量为,0.8,的智能分配方案,III.,方案,3,标定温度法,智能分配方案,四,.,机房模型建立及求解,参照方案,1,的计算步骤我们可以得,出各机柜任务分配因子,和各机柜发,热功率,将发

18、热功率,输入到用,Airpak,建立的仿真模型中,可以求得采用此方,案时,机房的整体热分布立体图和热分,布气流图,(,如右图所示,).,此方案下的热点温度为41.0293,机房内平均温度为27.7.,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,4.,服务器实际任务量为,0.8,的各智能分配方案评价与优化,I.,服务器实际任务量为,0.8,的各智能分配方案评价,通过使用,Airpak,仿真分析能够得到上述三种智能分配方案均能降低,机房内热点温度,其中,倒序法,智能分配方案对降低机房内热点温度效果,最不明显,而,标定温度法,智能分配方案能明显降低机房内热点温度,尬,倒数法,智能分配方案介于

19、两者之间,.,四,.,机房模型建立及求解,倒数法,智能方案,倒序法,智能方案,标定温度法,智能方案,热点温度:44.8839,热点温度:46.2828,热点温度:41.0293,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,4.,服务器实际任务量为,0.8,的各智能分配方案评价与优化,?,标定温度法,智能分配方案优化,我们通过改变,标定温度法,智能分配方案中的标定温度来找,到最优的标定温度,T,各方案中,T,值见下表,.,方案,1,方案,2,方案,3,方案,4,方案,16,T,（）,50,51,52,53,65,通过不同方案中的标定温度,T,求出不同方案各机柜的发热功,率,并将其输入到用

20、,Airpak,建立的仿真模型中,通过比较各方,案的热点值的不同,我们得出进而得到服务器实际任务量为,0.8,时,最优任务分配方案是方案,7,即标定温度,T=56,时,.,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,4.,服务器实际任务量为,0.8,的各智能分配方案评价与优化,?,标定温度法,智能分配方案优化,以下是该最优任务分配方案（,T=56,的,标定温度法,智能分配方,案）机房的整体热分布立体图和热分布气流图,.,从热分布立体图和热分,布气流图中可以明显观查到此时各机柜温度分布相当,温度均匀,.,四,.,机房模型建立及求解,此方案下的热点温度为40.4

21、291,机房内平均温度为28,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,5.,服务器实际任务量为,0.5,时最优任务分配方案,采取与服务器实际任务量为,0.8,时同样的思路,即首先分别采取,倒数法,智能分配方案,尬,倒序法,智能分配方案以及,标定温度法,智,能分配方案可以得出不同方案各机柜的发热功率,并将其输入到,用,Airpak,建立的仿真模型中,通过比较各方案的热点值的不同,我们,同样可以得到,标定温度法,智能分配方案相对于其他方法而言是最,好的,然后,通过改变,标定温度法,智能分配方案中标定温度,T,得到,不同的优化方案（如下表）,.,方案,1,方案,2,方案,3,方案,4,方

22、案,16,T,（,）,35,36,37,38,44,四,.,机房模型建立及求解,问题三,:,机房实际任务量下的最优任务分配方案求解,5.,服务器实际任务量为,0.5,时最优任务分配方案,将不同方案中的标定温度,T,求出不同方案各机柜的发热功率,并,将其输入到仿真模型中,通过比较各方案的热点值的不同,我们得出进而得,到服务器实际任务量为,0.5,时最优分配方案是方案,3,即标定温度,T=37,时,.,T=37,的,标定温度法,智能分配方案中机房的整体热分布立体图和热,分布气流图,.,从热分布立体图和热分布气流图中可以明显观查到此时各机柜,温度分布相当,温度均匀,.,此方案下的热点温度为29.32

23、65,机房内平均温度为22.1,四,.,机房模型建立及求解,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,从电子信息系统机房设计规范中我们可以了解到,各级,电子信息系统机房技术要求中对于机房温度具有如下规定,:,项目,技术要求,备注,A,级,B,级,C,级,主机房温度（开,机时）,23,1,18,28,不得结算,合,理,控,制,机房温度（开机时）,机房制冷功耗,出风口速度,V,送风槽温度,t,四,.,机房模型建立及求解,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,1

24、.,符合电子信息系统机房设计规范,C,级规定的送风槽出口速度,V,送风槽出口温度,t,范围,由题目中附件二提供的数据可知,空调的送风速度在,0.6-1.2,之间,首先通过不断的改变送风速度和改变送风温度,可以得到不同的机房,温度模型,并将其数值输入到,Airpak,中进行仿真分析,.,并从中读取出不,同方案的平均温度,进而得到送风速度,送风温度和机房平均的温度值,PT,三者间的若干个散点的关系,.,V,（,m/s,）,t,（,）,0.31,0.5,0.71,0.95,1.10,1.11,10,25.2,23.3,23.1,22.4,21.5,21,12,27.2,25.4,25.7,24.5,

25、23.5,23,17,32.2,30.7,30.7,29.5,28.6,28,四,.,机房模型建立及求解,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,1.,符合电子信息系统机房设计规范,C,级规定的送风槽出口速度,V,送风槽出口温度,t,范围,将得到的散点通过,MATLAB,中的,Curve,Fitting Toolbox,工具箱,拟合成一个曲面并求出,该曲面,.,根据电子信息,系统机房设计规范,C,级,要求,找到机房平均的温,度为18,-,28时对应的,曲面即满足要求的送,风速度和送风温度之间,的关系面,.,四,.,机房模型建

26、立及求解,通过,MATLAB,中的,Curve Fitting Toolbox,工具箱拟合成的曲面方程为,:,f(x,y)=p00+p10*x+p01*y+p20*x2+p11*x*y+p02*y2+,p30*x3+p21*x2*y+p12*x*y2,其中参数为,:,p00=22.43,p02=-0.01091,p30=-26.26,p10=-45.36,p20=59.98,p21=-0.3609,p01=1.185,p11=0.3865,p12=0.004225,拟合函数的检验,:,通过对曲面的拟合进行检验（如表,13,）可以看出拟合,出的曲面是正确的,是可信的,用拟合后的曲面进行求解是可行

27、的,.,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,1.,符合电子信息系统机房设计规范,C,级规定的送风槽出口速度,V,送风槽出口温度,t,范围,四,.,机房模型建立及求解,判别因子,平方和误差,判定系数,均方根误差,数,值,0.7654,0.9962,0.2916,2.,出口速度,V,送风槽出口温度,t,与机房内热点值,R,的关系,同样地,由题目中附件二提供的数据可知,空调的送风速度在,0.6-1.2,之间,首先通过不断的改变送风速度和改变送风温度,可以得到不同的机,房温度模型,并将其数值输入到,Airpak,中进行仿真分析,

28、.,并从中读取出不,同方案的热点温度,进而得到送风速度,送风温度和机房热点的温度值,R,三者间的若干个散点关系,.,0.31,0.5,0.65,0.71,0.83,0.95,1.04,1.1,1.105,1.11,0,27.37,27.10,27.07,26.89,26.11,25.42,25.12,24.52,24.12,24.02,4,31.41,31.42,31.22,31.00,30.15,29.50,29.17,28.58,28.14,28.00,8,35.48,35.70,35.36,35.09,34.18,33.57,33.24,32.61,32.15,32.00,12.8,47

29、.57,40.78,40.34,40.00,39.01,38.45,38.10,37.48,36.95,36.79,17,49.76,45.14,44.70,44.30,43.23,42.72,42.35,41.71,41.16,40.98,V,t,V,t,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,四,.,机房模型建立及求解,同样地,由题目中附件二提供的数据可知,空调的送风速度在,0.6-1.2,之间,首先通过不断的改变送风速度和改变送风温度,可以得到不同的机,房温度模型,进而得到出口速度,V,送风槽出口温度,t,与机房内热点

30、值,R,的关系,.,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,2.,出口速度,V,送风槽出口温度,t,与机房内热点值,R,的关系,四,.,机房模型建立及求解,拟合函数的检验,:,通过对曲面的拟合进行检验可以看出拟合出的曲面是,正确的,用拟合出的曲面进行求解是可行的,.,f(x,y)=p00+p10*x+p01*y+p20*x2+p11*x*y+p02*y2+p30*x3+p21*x2*y+p1,2*x*y2+p03*y3+p40*x4+p31*x3*y+p22*x2*y2+p13*x*y3+p04*y4,其中参数为,:,p00

31、=26.17,p12=-0.1416,p21=4.147,p31=-0.9991,p22=-0.0896,p10=2.615,p03=-0.0005,p13=0.01177,p22=-0.0896,p11=-3.16,p01=1.403,p40=2.52,p04=-0.0003,p02=0.1106,p30=-10.32,p20=4.185,p31=-0.9991,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,2.,出口速度,V,送风槽出口温度,t,与机房内热点值,R,的关系,四,.,机房模型建立及求解,判别因子,平方和误差,判定

32、系数,均方根误差,数,值,4.4575,0.9895,0.8010,通过,MATLAB,中的,Curve Fitting Toolbox,工具箱拟合成的曲面方程为,:,3.,出口速度,V,送风槽出口温度,t,与空调功耗的关系,由资料可以得出空调系统消耗电能产生冷,/,热空气输入建筑,物室内,用以改变室内热环境,.,因此,致冷或加热空气的能耗和空,气总量就是k空调系统的工作负荷,W(t),设制冷或加热空气的,能耗函数为,W,1,(t),它由热,/,冷量,Qu(t),和空调设备的参数k决定,;,空调风机的能耗函数为,W,2,(t),由风量Vk和风机参数k决定,.,W(t),的函数关系式如下,:,)

33、,),(,(,),),(,(,),(,2,1,?,?,t,Vk,W,t,Q,W,t,W,u,?,?,?,?,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,四,.,机房模型建立及求解,4.,实际任务量为设计任务量的,0.8,时,送风速度,V,和送风温度,t,控制的最,优方案,由上述分析可以得出,出风槽出口速度,V,送风槽出口温度,t,的,取值与平均温度,PT,房间内热点值,R,以及空调功耗,W(t),密切相关,为,了充分的分析评价,我们通过改变出风槽出口速度,送风槽出口温,度,的取值建立多个控制方案,.,0.60,0.65,0.70

34、,1.15,1.20,10.0,(10.0,0.60),(10.0,0.65),(10.0,0.70),(10.0,1.15),(10.0,1.20),10.5,(10.5,0.60),(10.5,0.65),(10.5,0.70),(10.5,1.15),(10.5,1.20),11.0,(11.0,0.60),(11.0,0.65),(11.0,0.70),(11.0,1.15),(11.0,1.20),15.5,(15.5,0.60),(15.5,0.65),(15.5,0.70),(15.5,1.15),(15.5,1.20),16.0,(16.0,0.600,(16.0,0.65),

35、(16.0,0.70),(16.0,1.15),(16.0,1.20),t,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度或送风温度进行合理控制,四,.,机房模型建立及求解,V,4.,实际任务量为设计任务量的,0.8,时,送风速度,V,和送风温度,t,控制的最,优方案,综合考虑每个控制方案分别评价房间内热点温度,R,和功耗,W(t),和,电机的发热,求得,最优的控制方案是送风速度,V=0.70m/s,送风温度,t=13,此时机房的整体热分布立体图和热分布气流图如下,.,问题四,:,按照规范中,C,级要求控制机房温度,在任务量一定条件下,对,空调的送风速度

36、或送风温度进行合理控制,四,.,机房模型建立及求解,此方案下的热点温度为29.3265,机房内平均温度为22.1.,五,.,模型评价与推广,模型优缺点分析,1.,优点,模型假设合理,我们根据实际情况对模型进行了合理的简化,在模型的求解过程中既保证了精度,又提高了效率,;,模型设置合理,我们充分考虑机房热点和机柜温度的影响因素,并对房间内的流体进行了合理的假设,选择了在此条件下求解,精度较高的,k-,方程,设置合理的边界条件并运用,Airpak,软件,建模,进行仿真求解,.,不断进行查找资料和仿真分析,充分考虑,数据中心的节能等问题,进一步优化我们的模型,再与实际相,结合得出我们的最优模型,;,

37、求解结果合理,通过上述模型求解的数据与附录中所给数据差,距很小,得出的结论与查阅的文献资料相符,因而我们得出的,结果是合理的,;,模型假设,建立,求解思路清晰,可开发潜力大,对同类模型有,重要的参考意义,.,2.,缺点,将机房内流体为不可压缩牛顿流体,而实际情况下气体是可,以压缩的,因此,模型可能会存在误差,;,模型优缺点分析,五,.,模型评价与推广,将机房看成封闭的系统,并忽略了其他辅助设备（如,PDU,等）,的影响,;,由于机房空调采用上部进风方式,导致靠近空调上部空间的,气流聚集,不易散热,温度较高,易形成,热点,不利于绿色机,房的设计,;,机房是全封闭式,进风口设在空调上部,机房内内气

38、流的回,风只能通过机房房顶空间回风进风口,造成气流组织不是很,好,.,可以将地域与季节因素考虑进去,对于不同的地域可以采取一,些相应的改进措施,如可以加装一些空气干燥设备或加装新风,换气系统,以减少空调制冷时的额外功耗,;,机房模型推广,五,.,模型评价与推广,在实际应用中可以先考虑不同服务器,空调等的功耗和发热量,的不同,对模型进行修正和微调,以增大结果的可靠性和可信,性,.,在实际的推广应用中,可将人的因素和室内外热交换考虑进去,;,对于采取其他结构布置的机房,可以在,Airpak,模型搭建的过程,中加入相应的仪器设备模型（,blocks,vents,fans,等）使模型,能够适应更多条件,;,讲解者,:,李鑫,组员,:,熊钊,于壮,李鑫,(,吉林大学,),基于,Airpak,的绿色机房模型仿真评价与控制,