应用背景
　　
　　数据中心机房空调耗电平均占数据中心总耗电量的40%左右，随着国家十二五计划对节能减排的重视，对机房空调的节能性提出了更高要求。另一方面，高性能处理器的应用，使得单个机柜热密度大幅上升，机房局部过热问题尤为突出。
　　
　　那么，如何在机房设计前提前预知设计效果？如何比较不同设计方案的节能性？如何有效地解决机柜过热问题呢？
　　
　　佳力图提供的CFD热仿真评估服务，能有效解决上述难点问题。
　　
　　CFD是什么
　　
　　CFD是计算流体力学ComputationalFluidDynamics的简称，是目前国际上最先进的流动与传热仿真技术，被广泛应用于基础研究和工业设备研发领域。CFD技术通过现场评估、CFD建模、冷却评估、升级方案、能效比较和提交报告这几个环节，完成热仿真评估服务。
　　
　　CFD机房热仿真评估服务，通过建立虚拟三维机房模型，仿真获得机房温度场和速度场等数据，获得合理的气流组织和科学的机房布局与散热方案。

　　适用范围
　　
　　 新机房设计项目；
　　
　　 老机房扩容与改造项目；
　　
　　 机房热诊断及热问题分析；
　　
　　 机房运行状态评估，安全预警；
　　
　　 针对具体机房设计方案，匹配和选择各种机房空调产品（机房空调机、高热密度解决方案、机柜空调机组、吊顶式空调机组、冷门、地板送风机组、风管送风系统等）。
　　
　　仿真流程

　　常见问题
　　
　　1. CFD在新机房设计项目中有何作用？
　　
　　预测新机房热环境，确保设计方案满足运行和节能要求。不同数据中心对机房空调有不同的设计要求。如小型交换机房热功率不大（单个机柜热功率在5kW以下），而大型刀片服务器机房的热功率很高（单个机柜热功率在5kW以上），因此，在很多核心机房出现局部过热的情况——机房的局部温度超过设计要求。在机柜服务器功率较高的场合，空调设备选配不周和机柜布置不合理等因素都会造成冷量分配不均，气流组织不合理的现象，导致服务器死机、机房能耗增加。针对不同的应用场合和具体设计要求，需采用不同的空调解决方案。利用CFD热仿真分析技术进行新机房设计，不会仅仅为满足机柜过热问题的要求而盲目增大总冷负荷，而会针对具体过热问题进行仿真，采用最为适合的解决方案，总冷负荷只是小幅增加。这样，在满足基本设计运行要求的同时也满足了节能要求，为用户节约了运行成本。
　　
　　2. CFD在老机房扩容与改造项目中有何作用？
　　
　　预测老机房改造后的热环境，确保改造方案满足扩容后的局部发热问题，减少投资浪费和运行风险。老机房多采用早期传统的“平均放”空调设计原则，但基于此传统设计方法，很难确定扩容后空调设备摆放的位置；而且，高性能处理器和刀片服务器的应用使新机柜的热密度急剧增加，机房局部过热问题非常突出，仅凭传统经验也很难做出科学判断。利用CFD热仿真评估服务，可分析该问题产生的原因，针对性地提出科学合理的机房扩容与改造方案，不仅满足了布局过热问题使所有机柜都能安全运行，并且是在未大幅增加总冷负荷的情况下实现的，也满足了节能的要求，为客户节约了运行成本。
　　
　　3. CFD在机房热诊断及过热问题分析中有何作用？
　　
　　随着服务器运算能力的提升，单个机柜热密度大幅上升，单个机柜热负荷超过5kW的情况增多，这些高热密度机柜在气流组织不合理时极易产生过热问题，导致服务器死机。针对机房可能发生的局部过热问题，CFD热仿真评估服务能模拟机房运行效果，给客户提供局部过热问题的最佳解决方案，降低机房运行的风险，确保机房长期稳定运行。
　　
　　4. CFD仿真准确度有多高？仿真结果与实际情况差距多大？
　　
　　CFD机房热仿真模拟的准确性，取决于建立模型的精确性。CFD求解算法上，佳力图采用k-ε湍流模型进行流动仿真，经过CFD业界几十年的实验验证，该模型求解精度能满足工程仿真要求。对新设计机房，采用机房CAD设计图样与设备设计参数，这些参数来源可靠，因而仿真准确度高。对于正在运行中的机房，我们会进行现场数据采集，确保数据可靠，仿真结果可信。下图是CFD机房热仿真结果与实际温度热学影像的对比，仿真结果与实际相符，仿真结果真实可信。

机柜后部排气温度CFD仿真结果与排气温度热学影像对比

　　佳力图CFD热仿真评估服务内容及输出

　　
　　局部过热问题优化示意图
　　
　　通过CFD机房热仿真评估，优化室内气流组织，解决局部过热问题，优化前后的温度分布图对比如下图。

通过CFD机房热仿真评估，优化室内气流组织，解决局部热问题