空调系统设计的效果与室内气流组织密切相关。好的气流组织方式能够使空调房间的温度、湿度和速度很容易地符合设计要求，反之，差的气流组织方式可能根本就达不到设计要求。因此，在空调系统设计完成之后施工之前，预测空调系统的气流组织状况就显得很重要。在以往的研究中，只能用模型实验的方法研究几种典型送回风方式的气流组织状况，获得一些简化的计算公式，并将它们套用到类似的设计中去。但是，它们的精度和使用范围都不能令人满意，尤其是当遇到一些特殊难题时，如高大空间的气流组织、车间有害气体浓度场分布、室内不同障碍物情况下的气流流动规律等等便无法解决。正是在这种情况下，基于计算流体力学（COMPUTATIONALFLUIDDYNAMICS）的空调系统气流模拟软件发展起来了。
　　
　　气流模拟软件的发展经历了以下几个阶段：
　　
　　1）从简单的单个送风口气流状态，到多风口相互影响下的室内气流组织；
　　2）从二维到三维； 
　　3）从稳态到动态； 
　　4）从层流到紊流； 
　　5）从简单的边界条件和初始条件到复杂的边界条件和初始条件；
　　6）从单纯的数值计算，到图文并茂的计算和前后处理一体化软件。
　　
　　比较著名的气流模拟软件有SIMPER、PHOENICS等等，另外很多商业计算机公司，如IBM，也开发了与建筑配套的空调系统气流模拟软件。由于气流模拟的计算复杂性，以前大多在工作站或大型计算机上开发，随着微型计算机速度的提高，现在已经有了微机上的气流模拟软件。
　　
　　下面以一个案例说明一下情况： 　　

　　数据中心设计师建议，基于数据中心设计热动力学，以及必要的散热要求来建模，通过开发建设前的计算模型，设计优化，实现IT设备和制冷设备的相互要求。通过这种分析可以降低风险和优化的投资，CFD模拟从长远的利益来看就不仅仅是可以优化气流组织了。因此，它除了是一个简单的设计工具，还包括可以潜在预测的热点和其他与热有关的问题或东西。
　　
　　计算流体力学模型的好处是一旦公司考虑新的数据中心的建设（包括能够检查不同的布局），就能够在提供选项时，得到可供选择的设计。良好的CFD模型应该为企业提供相当精确的散热要求和设备能力，允许其选择的设计，既满足计算需求又要满足预算的要求。空气流动不足或与热点有关的问题都可以得到解决，那么在一台计算机，就不是审判和（潜在的破坏性）错误后建设。随着时间的推移，通过优化，通过在CFD模型哪怕是很小的更改设计，为该公司节省的钱，都可能会为安装昂贵的设施或增加冷却费用等变动提供大量资金。
　　
　　可以肯定的是，CFD模拟需要初始投资，但是费用取决于该公司是购买还是租用一个CFD软件包或者是雇用一家公司承担建模工作等因素。尽管软件可能会以较低的价格出现，但是有时成本可以达到数万美元（如果不是更多的只是一个单个许可证）。
　　
　　不同的CFD模拟包也有不同的功能和性能水平。雇用一个设计服务公司会不会花费更多，这取决于数据中心设计的规模和范围。因为CFD模拟需要仔细和正确的大小和用来描述数据中心的布局形态的数量要素的选择（大小和形状的数量要素还必须存在所有的可能性，比如是否多元化，在哪些位置，以避免虚假的结果），外观设计工作的资深专业人士能更好地满足企业内部对这种专门知识的缺乏。此外，示范必须是出示在合理的时间内的结果，由巨大的计算资源的复杂性而定，可能无论哪种情况都适用。但是，不管公司是使用它自己的员工和设施以模型的数据中心设计还是雇用设计公司做这项工作，CFD模拟分析提供了一个在施工前的设计或之前到现有的变化严格的方法设施，这是毋庸质疑的。
　　
　　结论
　　
　　气流模拟计算方法以计算机为运算工具，其最大优点是成本低。实践表明，计算机运算的成本要比相应的模型实验低许多倍，随着被研究的物理对象越来越大和越来越复杂，这个优点将更显著；其次是速度快，用计算机运算，设计人员可以在很短的时间内设计对比许多不同方案，从中优选出最佳设计，而相应的模型实验则需很长时间；第三是具有较强的模拟真实条件的能力，它的计算空间不受限制，无须缩小几何比例，而模型实验就难以办到。不过数值计算结果的可靠性主要依赖于数学模型和计算方法的正确程度，故不如实验方法那么直观可靠，因而必要时还须将两种方法结合使用。
　　
　　参考来源：《CFDModelingforDataCenterDesign》，datacenterjournal.com。
　　
　　责任编辑：许剑