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数据中心机房气流组织数值模拟作者：张贺新来源：《科技信息·中旬刊》2018年第03期摘要：数据中心机房气流和温度分布情况和机架的工作稳定性及使用寿命密切相关。
本文利用 CFD 软件建立的数据中心机房空调系统物理模型对数据中心机房气流和温度场进行了数值模拟。
模拟结果表明，机架应与计算机空调机保持一定的距离，下送风地板高度越高气流分布越均匀。
结合模拟结果，文章最后给出了一些优化设计的建议。
关键词：CFD 数据中心；温度场；数值模拟1.引言随着互联网的飞速发展，数据处理业务需求的爆炸式增长和计算机、网络技术的飞跃进步，银行、保险、证券等金融行业、交通运输、医疗卫生等大型企业级政府机构相继建立起许多数据中心（IDC）。
在数据业务需求和IT技术的共同推动下，数据中心的热流密度每年呈现上升趋势，而且这种趋势还在继续。
由于IDC以数据设备为主，功耗比较大，对空调的要求比较高，空调能耗也随之增大，以至于IDC与通信机楼相比，显然是一个耗电大户，IDC机房的节能就显得尤为重要，尤其在空调系统上，节能潜力尤为大。
另外，随着数据设备单机功率的不断增加，IDC机房内往往会出现局部高温问题，这种问题目前非常普遍并且很难解决，往往通过在局部增加分体空调机或者工业风扇来缓解，但最终没从根本上解决问题。
在IDC机房，合理的空调气流组织不但能够提高空调的制冷效率，节省空调耗电量，而且能够解决局部高温问题。
目前通过CFD来模拟机房的温度场和流场是检测机房空调气流组织是否合理的重要手段之一。
本文利用CFD工具对IDC机房气流组织进行了模拟研究。
模型的建立目前数据中心常规的空调方式是利用恒温恒湿空调提供冷量，通过地板下的“静压箱”向设备机柜提供冷气。
机架通常摆设成冷热通道，冷通道为机架的进风，热通道为回风。
其示意图如图1所示：如图2所示的建筑物为本文所建立的模型，房间大小为12.4mx11.2mx4.5m（LxWxH），架空地板高度为400mm。
数据机房气流组织的常见类型及应用导读数据中心制冷能耗基本可以占到数据中心能耗的三分之一上下。
显而易见，合理的冷却方案对数据中心运行的经济效益和社会效益至关重要。
数据中心制冷能耗基本可以占到数据中心能耗的三分之一上下。
显而易见，合理的冷却方案对数据中心运行的经济效益和社会效益至关重要。
当数据中心建成后，所处位置的气候条件也就固定了，数据机房布局和冷源设备确定之后，数据机房内的气流组织，对保证数据中心可靠运行的同时降低能耗，是一个关键点，也是一个难点。
一、优化气流组织方案的原则1、冷气流方面，不浪费，尽量做到定向供应，定向冷却。
2、热气流方面，从设备机柜出来后，尽量避免再与机房内冷气流混合，这样空调回风温度会更高，使得空调蒸发器的换热效率也会更高。
3、送风方面，尽量保持气道通畅，除非必要，尽可能减少风机的负荷。
现有的气流组织方式有很多，大致可分为上送风方式和下送风方式两大类，每一类又有较为典型的四种气流组织，共八种气流方式。
二、下送风的四种典型方式1、下送风（架空地板）+密封机柜送风通过地板下（相当静压箱）把冷风送至IT机柜内部，带走IT设备热量后，热气流从机柜后部或者上部排出，回到空调。
特点：标准机柜前部配有密封风柜，机柜布置灵活，可以背靠背布置也可同向布置，该方案投资小，标准化施工非常方便。
适合：只适合用于新建项目，但是送风柜的尺寸限制了机柜的风量，一般单机功率密度在3kW以下。
2、下送风（架空地板）+冷通道各机柜以面对面成排的方式布置，并实现冷通道封闭形成一个“冷池”，空调冷风通过架空地板的静压箱后再进入冷池，进行气流二次均压后再对IT设备进行冷却，热气流从机柜的后部或者上部排出，回到空调。
特点：冷通道封闭有利于气流组织的二次均衡，使得离空调距离不同机柜的进风量更加一致，也使得同一架机柜不同高度的设备进风温差控制在2℃以内，较好地避免冷热不均。
单机功率密度为4～8kW，如果需要冷却更高密度的服务器，需要增加冷池面积或者安装活化地板以获得额外的冷量。
数据中心机房空调系统气流组织研究与分析 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】IDC机房空调系统气流组织研究与分析摘要：本文阐述了IDC机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的常见形式。
同时重点对IDC机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。
关键词：IDC、气流组织、空调系统一、概述在IDC机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严格的要求，为了能够给IDC机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房精密空调时，通常要求冷风循环次数大于30次，机房空调送风压力75Pa，目的是在冷量一定的情况下，通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。
大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。
空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。
影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。
二、气流组织常见种类及分析：按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。
1)投入能量利用系数气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消除室内某种有害影响。
CFD仿真软件在数据中心气流组织优化中的应用CFD仿真软件在数据中心气流组织优化中的应用数据中心作为现代信息技术发展的核心基础设施之一，承载着大量的服务器和网络设备，为人们的生活和工作提供了高效、安全和稳定的数据存储和传输服务。
然而，随着数据中心规模的不断扩大和设备功耗的提高，如何优化数据中心的能源利用率和气流组织成为一项重要的课题。
CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真软件在数据中心气流组织优化中的应用，成为了解决这一问题的重要工具。
一、CFD仿真软件的基本原理CFD仿真软件通过数值方法模拟和求解流体力学领域的控制方程，计算和预测物体周围流体的运动和相互作用。
具体而言，CFD仿真软件将数据中心的空气流动建模为一个三维网格，并通过对该网格上运动流体的速度、压力和温度等参数的计算，从而获得数据中心内部空气流动特性的定量描述。
二、数据中心气流组织优化的关键问题数据中心的气流组织优化主要涉及以下几个关键问题：1. 空气流动路径的规划：如何合理规划服务器的排列布局和冷热通道的设置，以实现最佳的冷却效果和空气流动路径。
2. 空气流速和温度控制：如何通过控制空气流速和温度的分布，平衡服务器的散热负荷，避免热点区域的产生和影响。
3. 冷热通道的优化：如何通过合理设置冷热通道的尺寸、位置和隔离效果，减少冷、热空气的混合，提高冷却效果和空气流动的均匀性。
4. 设备排列的影响：如何在服务器布局中考虑到服务器的散热特性、空气阻力和互相之间的影响，以提高整体的热管理和能源利用效率。
三、CFD仿真软件在数据中心气流组织优化中的应用1. 空气流动路径分析：CFD仿真软件可以模拟和计算不同布局方案下的空气流动路径，通过分析不同方案的温度和风速等参数分布，选择最合理的布局方案，确保空气流动的均匀性和冷却效果。
2. 温度分布预测：CFD仿真软件可以根据数据中心的服务器布局和冷却设备的设置，预测不同位置的温度分布情况，找出可能存在的热点区域，并提供相应的解决方案。
-50-科学技术创新2019.15浅谈机房热环境分析与气流组织优化措施李欣'高博2张可心2(1、国家电网公司西北分部，陕西西安7100002、国网陕西省电力公司信息通信公司，陕西西安710000)摘要：重点分析了数据中心热环境特点，并对国内外权威数据中心标准规定的热环境要求参数进行比对。
同时，从机房冷却不均的现象出发，分析机房过热的危害，阐明气流组织的重要性。
最终针对已有或将建的数据中心，提出可行的气流组织优化方案。
关键词：机房热环境；气流组织；优化措施中图分类号:TU11I文献标识码：A1气流组织优化的重要性1.1气流组织传递冷量重要性无风环境下ot的冰块很难快速将环境冷却下来，而0七的冷气可以短时间内达到相对均匀的冷却效果。
这是由于风量是冷量的载体，冷源温度再低也得需要气流的合理输送。
气流组织在机房节能环节中主要承担着冷量输配的作用，有组织的气流规划可以减少沿途的冷量损失，反之则反。
空调冷量往往需要通过先机房环境再机架/机柜再设备机箱的一系列传递过程才能到达电子元件。
经查阅设备供应商电子元件的热性能参数,一般的CUP可以最高在70七左右保证正常运行，而机房内空调送风普遍在机柜进风口处温度在20七左右(局部过热区域高达30T),如此大的温差损失反映出冷却代价甚高。
进而可以得出，合理规划气流组织引导冷风有效冷却是节约空调1.00y=0.041X4-0.020^^O0.50R2=10.00 5.0010.0015.0020.00ai2o30.0020.0040.0060.00SiO2图2川西南的主量元素相关性图解V/(V+Ni)的比值在0.47~0.65之间，平均值为0.58；表明绥江-永善地区以缺氧环境为主，特别是雷波和永善地区，以厌氧环境为主,还原能力最强;V/Cr的比值在1.36~4.40之间,平均值为2.12；V/Sc的比值在7.57-24.78之间，平均值为12.38；U/Th的比值在0.39~1.74之间，平均值为0.79,表明研究区主要以缺氧环境为主。
空调房间气流组织数值模拟和优化空调房间气流组织数值模拟和优化摘要：气流组织的形式对装有空调的室内的空气品质有着决定性作用，其直接影响着房间内的温度,气流流动速度,区域温差,区域流速以及空调耗能等方面本文主要研究在一个特定环境内，通过改变其送风口，出风口位置，改变气流组织，从中选中最适合该房间的送风方式。
关键词：气流组织送风方式空调系统送风口出风口射流中图分类号：TB657文献标识码： A1论著1.1 研究的背景和意义据现有调查资料表明，对于一般上班族在室内活动的时间大约为20个小时。
可以看出，室内空气品质的好坏和人们的工作效率，以及健康状况成正比[1]。
随着科技的发达，空调已经不再是过去仅仅提供生产，工作环境需要的工具了，而是成为了调节室内空气质量重要部分。
经研究发现，气流组织的形式对装有空调的室内的空气品质有着决定性作用，其直接影响着房间内的温度,气流流动速度,区域温差,区域流速以及空调耗能等方面[2-3]。
气流组织被空调系统的送风口送入房间里，与房间内的原有气流发生热量交换后，从房间出风口流出[4].我们研究气流组织，就是为了合理的安排室内的气流结构，使室内气流的温度，速度，湿度等方面满足人们的需要[5]。
影响气流组织的因素有很多，包括进风口/送风口的形状和位置，送风气流组织的形式，热源的大小和位置安排，以及房间的几何因素等[6]。
由于影响气流组织的因素有很多，我们现在只能用实验的经验公式来验证[7]。
1.2 国内外的研究成果国内从上世纪四十年代就开始研究此研究气流组织和房间内温度，流速，压力等方面的关系[7]。
在国内方面，20世纪70年代，马文航教授组织并且指导了国内首例专门正对于小空间空调系统气流组织状况，经过多次的试验和比对，获得了一定的研究成果，为以后研究小空间空调系统气流组织研究奠定了一定的基础。
通过文献（1）的研究得出了不同位置的送风口，出风口在相同的送风条件下对空调房间内温度，气流速度的影响。
