Это старая версия документа!

CFD-моделирование в проектировании ЦОД

Раздел описывает применение вычислительной гидродинамики (CFD) для анализа воздушных потоков, тепловых режимов и работы инженерных систем в центрах обработки данных. Особое внимание уделено моделированию конфигураций залов, оценке рисков перегрева, оптимизации охлаждения и созданию цифровых двойников для эксплуатации.

Основы и моделирование

Цифровые двойники и развитие

Сценарии применения CFD в ЦОД

flowchart TB A["Сбор исходных данных"] --> B["CFD-модель потоков и тепла"] B --> C["Анализ зон риска (перегрев, рециркуляция)"] C --> D["Оптимизация расстановки и инженерных систем"] D --> E["Формирование цифрового двойника"]

Ключевые задачи CFD при проектировании и эксплуатации

Направление	Применение	Результаты	Ограничения
Воздушные потоки	Формирование холодных/горячих коридоров, локализация утечек	Повышение эффективности воздушного распределения	Требует точной геометрии и настроек оборудования
Тепловой режим	Анализ ΔT, выявление перегрева, сравнение с ASHRAE	Снижение рисков отказов ИТ	Зависимость от корректности тепловых данных
Вентиляция и перемещение воздуха	Работа вентиляторов, статических напоров, напольных плит	Оптимизация расхода и давления	Сложность моделирования перфорированных плит и турбулентности
Инженерные системы	Взаимодействие CRAC/CRAH, чиллеров, изоляций, заслонок	Проверка мощностей и сценариев отказов	Высокие расчётные требования
Цифровые двойники	Интеграция CFD, телеметрии и DCIM	Прогнозное управление, оперативная оптимизация	Требует надёжных данных мониторинга

Ключевые параметры CFD-моделей

Граничные условия — скорости, температуры, статическое давление, тепловые нагрузки стоек.
Показатели эффективности охлаждения — ΔT, SHI/RHI, RCI, RTI, capture-индексы.
Параметры потоков — распределение скоростей, направление струй, утечки и байпасы.
Индексы комплаенса — соответствие температурных условий рекомендациям ASHRAE A1–A4.
Энергетические показатели — доля охлаждающей мощности в работе ИТ, влияние на PUE, работа двигателей вентиляторов.
Структура среды — турбулентность, устойчивость потоков, влияние перфорированных полов, заслонок, направляющих.

Контрольные вопросы перед запуском и использованием CFD

Определены ли реальные тепловые нагрузки ИТ-оборудования (по данным нагрузки, а не TDP)?
Уточнена ли геометрия: высота фальшпола, параметры перфорированных плит, конфигурация коридоров?
Выполнена ли проверка входных данных по телеметрии (температуры, расход воздуха, загрузка CRAC/CRAH)?
Проведена ли калибровка модели на фактических измерениях из зала?
Учтены ли сценарии отказов (N+1, N+2, 2N) и переходные режимы?
Используется ли цифровой двойник для анализа изменений в расстановке стойк, нагрузки или модернизации?
Оценено ли влияние доработок на энергопотребление, PUE и тепловую устойчивость?