CFD-моделирование потоков воздуха и тепла

CFD-анализ используется для проверки способности системы охлаждения поддерживать расчётные температурные режимы ИТ-оборудования (ITE) при различных сценариях работы. Моделирование учитывает:

• геометрию машинного зала и его объём;
• расположение стоек и тепловыделяющего оборудования;
• расположение и тип кондиционеров (CRAC/CRAH);
• тип, количество и распределение перфорированных плит фальшпола;
• все отверстия, препятствия и каналы в системе пола (трубопроводы, кабельные лотки, короба).

CFD-анализ даёт трёхмерную картину распределения температур, скоростей и давления воздуха в помещении. Это позволяет:

• оценить равномерность охлаждения и наличие зон перегрева;
• определить оптимальные места установки стоек и охладителей;
• откалибровать скорость вентиляторов и регулировку заслонок;
• проверить эффективность существующих решений без необходимости физического вмешательства.

CFD полезен не только на стадии проектирования, но и при эксплуатации ЦОД:

• оценка влияния добавления нового оборудования на баланс охлаждения;
• прогнозирование температурных последствий отказа одного или нескольких охладителей;
• моделирование сценариев с отключением подачи воздуха по отдельным зонам;
• оптимизация размещения датчиков температуры и давления.

• Сценарий 1: отключение одного кондиционера и перераспределение потоков — проверка устойчивости N+1;
• Сценарий 2: увеличение нагрузки на ряд серверов на 20 % — контроль локальных перегревов;
• Сценарий 3: изменение расположения плит фальшпола — оценка скорости воздушных потоков.

На рынке доступны специализированные CFD-пакеты, различающиеся точностью расчёта и стоимостью лицензии:

• 6SigmaDCX (Future Facilities) — отраслевой стандарт для ЦОД, высокая точность, интеграция с BIM.
• Ansys Fluent / Icepak — универсальные решения для сложных 3D-сценариев.
• Autodesk CFD — оптимален для интеграции с Revit и Dynamo.
• OpenFOAM — открытая альтернатива, требующая ручной настройки сетки и граничных условий.