CFD仿真在数据中心生命周期中的应用

从数据中心规划设计到测试验收再到运维，CFD技术都具有非常重要的应用价值。设计阶段帮助设计师优化设计方案，测试验收阶段帮助测试人员仿真测试做不到的场景，运维阶段可以做到数据中心的实时仿真，让运维人员更加了解自己的数据中心。

现仅针对数据中心投标、选址、设计、施工等阶段做简单介绍。

1、在投标阶段的应用

项目投标文件中在气流组织方面都要求采用CFD仿真对设计仿真进行模拟验证。通过前期模拟可以提 前 预 测机房设计的气流组织情况，并能提取设计人员或业主所关心的各种数据，提前发现问题，提前解决问题。

设计人员运用CFD模拟的各种温度云图、流线图、矢量图以及动态图等直观形象地为业主展示机房的气流组织情况。同时，设计人员可利用方案中的物理参数和空调参数建立出主机房的基本模型，并在此模型基础上修改参数，形成不同方案，为业主决策提供科学化依据。

下面是某项目数据机房，我们做了多种方案的不同气流组织形式的分析：现只摘取2种模拟结果展示。方案1 热通道间隔1800mm,方案2热通道间隔2400mm。

       

     

       

       

方案1 CFD模拟温度云图

方案2 CFD模拟温度云图

模拟结果得出：热通道宽度越大，通道内散热效果更加明显，取热通道2400mm为优，方案一温度过高，方案二在温度36±2℃范围内，符合设计的要求。

2、选址

数据中心室外冷却系统的热排放效果，尤其是室外机组的返混率将影响着数据中心制冷系统的正常运行。影响室外冷却系统热排导效果的因素有环境中的风速与风向，因此在数据中心选址时应考虑所在环境的气象条件因素。将拟选地址的气象条件参数输入到CFD软件中进行模拟求解即可筛选出室外散热条件最为理想的拟选址地。若拟选址地在建筑物楼群内，则应在模型中代入周边建筑物的信息即可。

     

数据中心室外机气流模拟

3、设计阶段

(1)在方案及初设设计阶段，可通过CFD仿真技术进行设计方案验证，筛选出最优方案。CFD仿真可视化展示机房内的气流组织和部件的参数，如机柜功率密度的大小、主机房层高、不同送风方式、冷热通道的宽度以及设备的进风温度、排风温度、空调失效等，协助设计师进行方案选择和进行设备优化配置。

(2)在施工图设计阶段，利用已有的设计图，可通过细化CFD模型，增加或减少机房设备来改善气流环境。数据中心中的IT机房或机架利用率会随着时间的增加而增加，通常3年以上会超过50%，因此业主会关心部分IT负载率和满载下的主机房内温度分布等，设计师们可通过CFD仿真软件模拟不同IT负载率下的气流组织。 

4、施工阶段

具体实施时可能会与设计方案有较大区别，此时可通过CFD仿真技术对关键设备与建筑结构进行检测分析评估。

(1)技术变更的检验与复校方法

对变更部分重新建模评估，此时的仿真模型应与现场一致，达到详细模型阶段，CFD与设计施工方评估影响，确定最终方案。

(2）阶段性技术复校方法与复校关键指标

重大的施工阶段应有CFD评估约束，评估通过可以进行下一步施工方案。

以上内容来源：《数据中心CFD技术公 众 号》