[发明专利]一种面向风冷数据中心的热流模拟优化方法、数据中心

说明书

本发明提供一种面向风冷数据中心的热流模拟优化方法、数据中心，所述数据中心包括箱体，箱体内设置至少一组机柜，一组机柜包括两排机柜；相邻的两排机柜之间设置有冷通道，机柜与箱体之间设置有热通道，冷通道与热通道平行设置；冷通道底部设置有架空地板，所述的架空地板上设置有穿孔，用于使冷气通过架空地板的穿孔从下往上送风；箱体的一侧设置有空调机组，与机柜最右端对应的固有架空地板上设置有辅助风扇单元；辅助架空地板与机柜最右端对应的固有架空地板相邻；架空地板上的穿孔率和辅助风扇单元的出风流量通过设置的数据模型进行计算输出设置。在提高数据中心能源利用率的同时，提高海量数据调度下数据中心的安全性。

技术领域

本发明涉及数据中心散热设计技术领域，具体涉及一种面向风冷数据中心的热流模拟优化方法、数据中心。

背景技术

近年来，数字信息一直在爆炸性增长，并且信息范围也在极大地扩展。数据中心是支持这种趋势的核心基础架构。随着云计算的发展和绿色计算的提议，数据中心技术已经成为云计算领域信息竞赛的战场。高性能并不是数据中心部署的唯一要求。人们开始更加关注数据中心的能耗。随着大数据，云计算产业的蓬勃发展，全球对数据中心的需求正在增加。截止2013年，能源统计行业数据表明，数据中心占全球电力消耗的比例已经达到了1.3％。随着芯片技术的进步，单位密度的机架消耗的电能越来越高，高功率机架布置正成为数据中心行业的大趋势。

减少数据中心能耗的主要挑战之一是提高空调装置的效率。当送风温度升高时，效率提高；但是，热空气再循环和热点可能会限制送风温度的升高，以确保服务器正常运行。为了解决在数据中心中冷热空气混合与旁路空气混合这两大问题，我们发现，数据中心并不是总体冷空气供应不足，相反，为了消除“局部热点”问题，冷空气往往是过量供应。

发明内容

针对数据中心并不是总体冷空气供应不足，相反，为了消除“局部热点”问题，冷空气往往是过量供应的问题，本发明提供一种面向风冷数据中心的热流模拟优化方法、数据中心。

本发明的技术方案是：

一方面，本发明技术方案提供一种面向风冷数据中心的热流模拟优化方法，包括如下步骤：

在冷通道地面铺设的固有的穿孔瓷砖靠近空调机组出风口的一端新增一组辅助的穿孔瓷砖；

在靠近空调机组出风口的一组固有的穿孔瓷砖上设置有辅助风扇单元；其中，设置辅助风扇单元的固有的穿孔瓷砖与辅助的穿孔瓷砖相邻；

建立数学模型对穿孔瓷砖的开孔率和辅助风扇单元的出风流量进行热流模拟优化调节与配置，输出最优值；

根据优化的最优值进行穿孔瓷砖的开孔率和辅助风扇单元的出风流量的设置实现合理分布的冷气进入数据中心的机柜。

在传统风冷数据中心的典型架构下，引入一种新的架构，这种架构以穿孔瓷砖和辅助风扇单元为附加单元，通过优化参数的设置，在数据中心冷通道实现冷气的合理分配与精细控制；然后，这些被精细控制的冷空气在热流与压力的双重作用下，沿着冷通道向上运动，在服务器内部风扇的作用下，产生一个叠加速度，不断地进入服务器内部冷却相关元器件；随着参数开孔率和出风流量的相互作用，在冷通道气流总量保持不变的情况下，随着服务器功率的变化，可以实现冷空气的动态分配，彻底解决之前无法即时进行冷气分配的问题，为数据中心能源效率提升与安全性双重参考提供方法。

进一步的，在靠近空调机组出风口的一组固有的穿孔瓷砖上设置有辅助风扇单元的步骤中，每组穿孔瓷砖设置四组辅助风扇单元；辅助风扇单元固定在穿孔瓷砖上。辅助风扇单元的只要作用是对冷风气流起到校直的作用。

进一步的，建立数学模型对穿孔瓷砖的参数开孔率和辅助风扇单元的参数出风流量进行热流模拟优化调节与配置，输出最优参数值的步骤包括：

建立模拟退火算法的数学模型并设置模拟退火算法的初始温度、控制参数T的衰减函数的取值、退火间隔取值以及最大迭代次数；