[发明专利]用于预测数据中心中的流体动力学的系统和方法

说明书

背景

技术领域

至少一个实施例通常涉及用于数据中心管理和设计的系统和方法，并且更具体地涉及用于预测数据中心中的气流动力学的系统和方法。

相关技术的讨论

响应于基于信息的经济的日益增长的需求，信息技术网络继续在全球范围内扩散。这种增长的一个表现是集中式网络数据中心。集中式网络数据中心通常包括各种信息技术设备，其布置在提供网络连接、电源和冷却能力的结构中。设备常常被容纳在整合这些连接性、电源和冷却元件的被称为“机架”的专用机壳中。在一些数据中心配置中，这些行被组织成热通道和冷通道，以降低与冷却信息技术设备相关联的成本。具有在地板下方的充空室的高架地板通常用于向机架提供冷却空气。冷却空气穿过具有开放区域的穿孔地砖从空气室分布到机架。

已经开发了各种过程和软件应用，以帮助数据中心人员设计和维护高效和有效的数据中心配置。这些工具常常通过诸如设计数据中心结构、在安装前将设备定位在数据中心内以及在施工和安装完成后重新定位设备的活动来指导数据中心人员。因此，传统的成套工具为数据中心人员提供了标准化和可预测的设计方法。

概述

根据第一个方面，提供了一种用于使用势流技术来预测数据中心内的气流的计算机实现的方法。该方法包括以下行动：由计算机自动生成非结构化网格，该非结构化网格包括多个非结构化网格单元，每个非结构化网格单元具有一尺寸；由计算机将数据中心的表示分成多个非结构化网格单元；由计算机使用气流速度势确定多个非结构化网格单元中的每一个的气流速度值；由计算机使用气流速度值确定多个非结构化网格单元中的每一个的温度值；由计算机使用气流速度值确定多个非结构化网格单元中的每一个的浓度值；以及由计算机计算指示多个非结构化网格单元的浓度值、气流速度值和温度值是否满足收敛准则的比较结果。

在该方法中，自动生成非结构化网格可包括：生成多个计算网格单元，多个计算网格单元中的一些计算网格单元具有第一尺寸和第二尺寸中的一个，第一尺寸大于第二尺寸；生成对应于多个计算网格单元的多个可视化单元；将多个可视化单元中的具有第一尺寸的可视化单元分成具有第二尺寸的可视化单元的集合；以及在可视化平面中显示多个可视化单元。

该方法可进一步包括基于多个可视化单元的子集中包括的多个可视化单元中的每一个的位置来为该子集分配多个过渡值的行动，该子集包括至少一个边界单元和至少一个内部单元。此外，该方法可进一步包括从至少一个边界单元的原始值和与至少一个边界单元相邻的至少一个内部单元的原始值计算至少一个边界单元的新过渡值的行动。

在该方法中，计算新过渡值的行动可进一步包括计算与至少一个边界单元相邻的至少一个内部单元的原始值的标度的行动。在该方法中，计算新过渡值的行动可进一步包括计算至少一个边界单元的原始值的标度。在该方法中，计算新过渡值的行动可进一步包括计算至少一个边界单元的原始值和与至少一个边界单元相邻的至少一个内部单元的原始值的标度。该方法可进一步包括将多个过渡值分配到多个可视化单元的子集以使预测的气流值和预测的温度值中的至少一个平滑的行动。该方法可进一步包括以下行动：使用浓度值、气流速度值和温度值确定至少一个度量；存储至少一个度量；以及在叠加在多个机架和多个冷却器上的方式在数据中心的图形表示中显示至少一个度量。

此外，该方法可进一步包括在数据中心的图形表示中在可视化平面中显示多个可视化单元中的每一个的预测的气流值和预测的温度值中的至少一个。在该方法中，计算比较结果的行动可进一步包括使用迭代法确定多个非结构化网格单元的浓度值、气流速度值和温度值。在该方法中，计算比较结果的行动可进一步包括执行迭代法直到浓度值、气流速度值和温度值满足收敛准则，其中收敛准则包括机架的总功率值与冷却器的负荷值之间的差，机架和冷却器位于数据中心内。该方法可进一步包括将浓度的收敛准则确定为位于数据中心内的气流对象的数量的函数的行动，其中该函数包括用于质量守恒的总气流量的0.5％和用于能量守恒的总功率输出的0.5％，并且其中气流对象包括机架和冷却器。