[发明专利]用于建立热区并使热区可视化的方法和技术

说明书

技术领域

本发明涉及气流分析，具体地说，涉及使用气流分布来为空间(如数据中心)中的热区(thermal zone)建模的技术。

背景技术

能耗已成为大规模计算设施(或数据中心)的关键问题，其由能量成本的上升、能量的供需及耗电量大的信息和通信技术(ICT)设备的增加触发。数据中心消耗世界总电量的约百分之二(2％)或1830亿千瓦(KW)时的电力；此电力消耗以每年12％的速率增长。大部分的电力消耗(即，高达50％的电力消耗)是用于冷却发热设备。因此，改进数据中心的能量效率和冷却效率非常重要。虽然最佳实践已经被广泛公开，数据中心运营者仍努力提供适当的冷却量。具体地说，考虑数据中心内的不同热密度(即，数据中心内的不同区域可要求完全不同的冷却量)是具挑战性的。

因此，强调数据中心内的热密度，从而增加冷却效率的技术是期望的。

发明内容

本发明提供了使用气流分布来为热区建模的技术。在一个方面中，提供了一种用于为空间(例如，数据中心)中的热区建模的方法。所述方法包括以下步骤。提供所述空间的图形表示。在所述空间中定义至少一个域(domain)以便建模。通过将所述域细分为互连多个节点的一组离散子域而在所述域中建立网格(mesh)。识别所述域中的气流源(source)和气流汇(sink)。从所述气流源和气流汇中的一个或多个获得气流测量。使用从所述气流源和气流汇获得的气流测量确定每个子域的中心处的气流速度向量。追踪每个速度向量至所述气流源之一，其中至所述气流源中的一个给定气流源的迹线的组合代表所述空间中的一个热区。

参考以下详细描述及附图将获得对本发明更完全的理解以及本发明的进一步特征及优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的示出示例性数据中心的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的示出用于为热区建模的示例性方法的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的示出示例性有限元素网格的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的示出数据中心的图形表示的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的示出图4的图形表示的一部分的放大视图的示意图，其中显示了网格；

图6是根据本发明的一个实施例的示出图4的图形表示的一部分的放大视图的示意图，其中显示了气流势能和气流速度向量；

图7是根据本发明的一个实施例的示出图4的图形表示的一部分的放大视图的示意图，其中显示了迹线和相应的热区；

图8是根据本发明的一个实施例的示出包含数据中心的表示的示例性图形接口的示意图；

图9是根据本发明的一个实施例的示出如何编辑图8的图形接口以反映数据中心的改变的示意图；

图10是根据本发明的一个实施例的示出在图8的图形接口上可视化热区的示意图；

图11是根据本发明的一个实施例的示出数据中心内的冷却能力的示意图；

图12是根据本发明的一个实施例的示出用于追踪气流速度向量至气流源的示例性方法的示意图；以及

图13是根据本发明的一个实施例的示出用于为空间中的热区建模的示例性装置的示意图。

具体实施方式

本文提供了用于动态地建立并可视化热区的技术，其允许对于数据中心的冷却的更佳规范及更有效使用。值得注意的是，虽然在数据中心的冷却系统的上下文中描述瞬时技术，但是本文提供的概念通常适用于一般冷却系统和/或加热系统。

图1是示出示例性数据中心100的示意图。数据中心100具有服务器机架101及带有空气调节单元(ACU)102(其亦可称为计算机室空气调节机(CRAC))的高架地板冷却系统，所述空气调节单元吸收热空气(通常自上方经由ACU中的一个或多个回路吸收热空气)并将冷却后的空气排入下层的底板风管(sub-floor plenum)。穿过数据中心100的热气流由白色箭头110指示，且穿过数据中心100的冷却后的气流由黑色箭头112指示。在以下描述中，在底板风管上方的数据中心亦可简称为高架地板，且底板风管可简称为风管。因此，仅为举例，如图1所示，ACU自高架地板吸入暖空气并将冷却后的空气排入风管(参见下文)。