[发明专利]用于构造紧凑壁模型的系统和方法

说明书

提供了紧凑壁模型的系统和方法。根据一个方面，本文的实施例提供了一种方法，该方法包括：接收与外壳相关的输入数据，该输入数据包括关于外壳的壁的外部的太阳能强度数据；由处理器至少部分基于输入数据生成外壳壁的热模型，壁被建模为具有多个层，并且热模型包括多个节点，使得多个层中的每一层与多个节点中的至少一个节点相关联，并且多个节点中的每个节点通过热阻热耦合到相邻节点；由处理器求解对于至少一个节点的能量平衡方程，以确定对于至少一个节点的预测温度；以及将预测温度输出到显示设备。

相关应用的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)和PCT Article 8要求于2016年12月16日提交的、序列号为62/435,324的、题目为“SYSTEMS AND METHODS OF COMPACT WALL MODESL FOR CFDSIMULATIONS”的美国临时申请的优先权，该申请在此通过引用以其整体并入本文用于全部目的。

背景

计算流体动力学(CFD)使用数学方法来解决包括流体流动在内的问题，如数据中心内的气流分布。尽管CFD建模是优化数据中心气流配置的有效方法，但CFD分析方法有许多缺点。例如，CFD方法通常涉及耗时的计算，并且可能包括许多固有地内置于模型中的假设，这可能导致不准确的结果。

概述

本发明的方面针对一种方法，该方法包括：接收与外壳相关的输入数据，该输入数据包括关于外壳的壁的外部的太阳能强度数据；由处理器至少部分基于输入数据生成外壳壁的热模型，壁被建模为具有多个层，并且热模型包括多个节点，使得多个层中的每一层与多个节点中的至少一个节点相关联，并且多个节点中的每个节点通过热阻热耦合到相邻节点；由处理器求解对于至少一个节点的能量平衡方程，以确定对于至少一个节点的预测温度，以及将预测温度输出到显示设备。

根据一个实施例，生成热模型包括将壁的多个层识别为：热耦合到外壳的内部体积的内表面层、包括壁的外部并且热耦合到周围环境的外表面层、以及热耦合到内表面层和外表面层的中心层。

根据一个实施例，热阻被配置为考虑热传导率，使得与中心层相关联的第一节点传导地耦合到内表面层的节点、外表面层的节点，并且耦合到与中心层相关联的第二相邻节点、第三相邻节点、第四相邻节点和第五相邻节点。

根据一个实施例，方法还包括对至少一个热阻应用加权参数。在一个实施例中，加权参数被应用于第一节点和内表面层的该节点之间的热阻，以及第一节点和外表面层的该节点之间的热阻。

根据一个实施例，求解能量平衡方程包括在多个时间步长处求解对于至少一个节点的能量平衡方程，以确定该至少一个节点处随时间的预测温度变化。

根据一个实施例，求解能量平衡方程包括基于太阳能强度数据补偿太阳能负载。

根据一个实施例，生成热模型包括将壁定义为由三维空间中的多个节点表示的物理域，并将该三维空间中的多个节点的一部分映射到二维平面上。在一个实施例中，外壳包括两个相邻的外部壁，该外部壁位于沿着由这两个相邻的外部壁的边缘限定的直线交叉的平面上，并且二维平面包括该边缘。

根据一个实施例，方法还包括将热模型与外壳内部体积的CFD模型相结合。在一个实施例中，内部体积的CFD模型由形成多个单元的网格表示，该多个单元包括与多个层的内层相邻的多个内部单元。在一个实施例中，方法还包括基于CFD模型实现内部体积的设计。

根据一个实施例，该方法还包括由处理器使用预测温度来调节内部体积中装置的运行参数。