[发明专利]利用增强型势流模型的流体动力学预测的系统和方法

说明书

公开了一种用于建模气流和温度的系统和方法。在一个示例中，该方法包括：接收与设施的物理布局相关的输入数据；通过计算机将该设施的表示划分为多个网格单元；基于该物理布局识别在该设施内在何处存在射流气流、热羽流和浮力中的至少一个的作用；如果射流气流和热热羽流中的至少一个的作用存在于多个网格单元的第一组内，则使用速度校正方法为该多个网格单元的第一组指定速度值；通过计算机为多个网格单元的第二组中的每个计算气流速度值，第二组不同于第一组；对于在其中存在浮力作用的多个网格单元的第二组中的任何一个网格单元，修改确定的气流速度；以及在存储装置上存储修改的气流值。

技术领域

根据本发明的至少一个实施例大体上涉及用于建筑物中的供暖、通风和空调系统以及数据中心的制冷系统的管理和设计的系统和方法。

背景技术

响应于基于信息的经济的增加的需求，信息技术网络在全球范围内继续扩散。这种增长的一种表现是集中式网络数据中心。集中式网络数据中心通常由提供网络连通性、电力和冷却能力的布置在结构中的各种信息技术设备构成。所述设备往往被容纳在称为“机架”的专用外壳中，该专用外壳集成这些连通性、电力和冷却单元。在某些数据中心配置中，这些行被组织成热的和冷的通道，以降低与冷却信息技术设备相关的成本。在地板下面具有气室的活动地板通常用于为机架提供冷却空气。冷空气通过具有露天区域的穿孔砖从气室分布到机架。

各种过程和软件应用，诸如可从罗德岛州西金斯敦的施耐德电气旗下的美国电力转换(APC)公司商购获得的数据中心管理系统，已被开发从而帮助数据中心工作人员来设计和保持高效且有效的数据中心配置。这些工具往往通过以下活动来指导数据中心工作人员，这些活动诸如设计数据中心结构、在安装之前在数据中心内定位设备、以及在构造和安装完成之后重新定位设备。因此，传统的工具集向数据中心工作人员提供标准化且可预测的设计方法。

另外，过程和软件应用已被开发用于供暖、通风和空调系统(HVAC系统)的一般建筑设计。HVAC系统可以使用多种管道以在整个建筑物散布经调节的空气。根据室内温度，HVAC系统可以调节经调节的空气到房间中的流动。用于设计HVAC系统的工具可以通过以下活动指导建筑设计师，这些活动诸如在识别空间内定位管道、格栅和散流器以便为该空间的用户提供舒适的环境。

发明内容

根据一个方面，用于建模气流的计算机实现方法包括：接收与设施的物理布局相关的输入数据；通过计算机将该设施的表示划分为多个网格单元；基于该物理布局，识别射流气流、热羽流和浮力中的至少一种的作用存在于该设施内的何处；如果射流气流和热羽流中的至少一种的作用存在于多个网格单元的第一组内，则使用速度校正方法指定用于该多个网格单元的第一组的速度值；通过计算机计算用于多个网格单元的第二组中的每个的气流速度值，第二组不同于第一组；修改用于在其中存在浮力作用的多个网格单元的第二组中的任何一个网格单元的确定的气流速度；估计在存储装置上存储修改的气流值。

在至少一个实施例中，多个网格单元的第一组是空组。在另一个实施例中，多个网格单元的第二组是空组。在该方法中，多个网格单元的每个可以包括多个面。在某些示例中，指定速度值可以包括指定用于多个面中的至少一个面的速度值。在其他实施例中，该方法还包括计算用于多个面中的至少另一个面的气流速度值。在至少一个示例中，指定速度值可以包括指定用于与热羽流对齐的面的速度值。在一个示例中，热羽流与垂直方向相关联。在另一个示例中，指定速度值可以包括指定用于与射流气流对齐的面的速度值。在一个示例中，射流气流与水平方向相关联。在其他实施例中，该方法还包括计算用于多个面中的至少另一个面的气流速度值。

在该方法中，计算气流速度值还包括使用势流法来计算气流速度值。在一个示例中，该方法还包括基于修改的气流值和指定的速度值中的至少一个来配置在设施内的设备。在另一个示例中，该方法还包括基于已修改的气流值和指定的速度值中的至少一个来评估用户在设施内的热舒适度。在再一个示例中，该方法还包括基于修改的气流值和指定的速度值中的至少一个来控制在设施内的设备。